osmose vs ionentauscher

Dieses Thema im Forum "Technikforum" wurde erstellt von shary, 26. Juni 2004.

  1. shary
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    was ist besser oder was ist bei welchen vorbedingungen eher zu empfehlen?

    bin am überlegen mir entweder eine kleine osmoseanlage oder einen ionentauscher zuzulegen... nun bin ich nicht sicher, wass besser für mich ist...

    der ionentauscher ist wesentlich günstiger und schneller, soweit ichs aber richtig verstanden hab senkt er nur ph und kh... osomose ist teurer und langsamer senkt aber nicht nur ph, kh und gh sondern filtert auch div andere stoffe wie nitrat, phosphat etc.

    erfahrungswerte, anregungen etc. erwünscht *g*
     
    #1 26. Juni 2004
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  3. Jürgen Ha
    Jürgen Ha Moderator
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    Voll- bzw. Teilentsalzung

    Hallo,

    >> erfahrungswerte, anregungen

    No, dann bin ich mal so frei ;-)

    Meine Erfahrungen waren solange positiv, bis ich das nötige Kleingeld übrig hatte und mir eine Osmose-Anlage gekauft habe. Dann ist der Ionenaustauscher auf den Dachboden gewandert und von dort auch nicht mehr wiedergekehrt.

    Das Regenerieren ist der springende Punkt bei der Sache: immer, wenn man mal eine grössere Menge vollentsalzten Zuchtwassers braucht, ist das Harz bestimmt erschöpft oder gibt auf halbem Weg den 'Geist' auf. Dann folgt die ganze Regenerations-Prozedur: Salzsäure, Natronlauge, Spülen... selbst bei kleinen Anlagen dauert das schon eine geschlagene Stunde - was hab ich dann davon? 250 Liter vollentsalztes Wasser. Klingt viel, isses aber nicht. Bei mehreren Aquarien ist dieses Potential in einer oder zwei Wochen dahingeschmolzen.

    Ich hab mich mal ein wenig in meinen schlauen Büchern umgesehen und eine kleine Zusammenfassung geschrieben, wie die Teil- und Vollentsalzung funktioniert und welche Vor- und Nachteile beide Systeme haben:

    Es gibt zwei Arten von Ionenaustauschern:

    - Kationenaustauscher (tauschen positiv geladene Ionen = Kationen aus)
    - Anionenaustauscher (tauschen negativ geladenen Ionen = Anionen aus)

    Kationenaustauscher: wichtigste Funktion ist die Enthärtung. Dazu wählt man ein Harz, das mit Natriumionen (Na+) beladen ist.

    Das Harz entnimmt dem Härtebildner Ca(HCO3)2 ein Calcium-Ion (Ca2+) und gibt dafür zwei Natriumionen (Na+) an das Wasser ab. Es bilden sich 2 NaHCO3, Natriumhydrogenkarbonat oder Natron. Dadurch wird das Wasser alkalisch, der pH-Wert kann im Bereich pH 8-9 liegen und das Wasser muss vor dem Gebrauch angesäuert werden. Der Austauschprozess funktioniert mit anderen Härtebildnern, z.B. Magnesiumhydrogenkarbonat oder den Nicht-Karbonathärtebildnern Calciumsulfat oder Magnesiumchlorid, nach der gleichen Methode.
    Obwohl nun keine Härte mehr gemessen werden kann, bleibt der Gesamtsalzgehalt (Leitwert) gleich hoch wie vor dem Austausch.

    Der Kationenaustauscher kann auch Schwermetalle wie Kupfer oder Blei austauschen.
    Regeneriert wird beim Kationenaustausch mit Kochsalz (NaCl). Das Salz entbindet die Ionen des/der Härtebildner auf dem Harz und lagert wieder Natriumionen an.

    Nachteil der Methode: Das Ionenspektrum im Aquariumwasser wird unnatürlich verändert, man erreicht im Prinzip nur, dass kein Kalk mehr im Wasser ist. Für die Haltung oder Zucht von Discusfischen oder anderen Weichwasserfischen kann das schon unzureichend sein.

    Anionenaustauscher: werden zum Austausch negativ geladener Ionen eingesetzt. Wichtigster Anwendungsbereich im Aquarium: das Entfernen von Nitrat. Das Nitrat ist ein Salz der Salpetersäure, das NaCl ein Salz der Salzsäure. Beim Nitrataustausch werden Nitrationen gegen Chloridionen ausgetauscht. Der Gesamtsalzgehalt ändert sich nicht.
    Regeneriert wird beim Nitrataustausch ebenfalls mit Kochsalz.

    Vollentsalzung:
    Bei der Vollentsalzung werden Kationen- und Anionenaustauscher nacheinander geschaltet. Der 'Kati' ist dabei mit Wasserstoff-Ionen (H+) beladen, der 'Ani' mit OH- Ionen. Im ersten Schritt werden dem zu behandelnden Wasser die Salze entzogen, z.B. Natrium, das am Harz gebunden wird. Dafür wird ein Wasserstoffion (H+) freigesetzt. Dem Natriumchlorid Na+Cl-, dem das Na+ - Ion entzogen wurde, wird an der Stelle ein H+-Ion eingefügt: es entsteht H+Cl- oder Salzsäure. Das Wasser, das die Säule wieder verlässt, ist also sauer.
    Jetzt kommt das saure, entsalzte Wasser in den Anionenaustauscher. Das Harz bindet vom H+Cl- den Cl- Säurerest und gibt dafür ein OH- Ion ab: es ensteht Wasser H2O. Genial! Man kann damit praktisch destilliertes Wasser herstellen!
    Das gewonnene Wasser ist schwach sauer, verantwortlich dafür ist aufgenommenes Kohlendioxid, für entsprechende Weichwasserfische kann es nach Verschnitt mit Leitungswasser und kurzzeitiger Belüftung sofort verwendet werden.

    Regenerierung: Kati wird mit 6%iger Salzsäure regeneriert (Harz Lewatit S100G1). Ani wird mit einer Lauge, z.b. 3%iger Natronlauge regeneriert. Die Säulen müssen getrennt voneinander regeneriert und anschliessend mit Leitungswasser oder, um einen Leistungsverlust zu vermeiden, mit destilliertem Wasser gespült werden, damit keine Säure oder Lauge ins Aquariumwasser gelangt.
    Es gibt auch Vollentsalzersäulen, die man mit einem gemischten Harz beschicken kann, das beide Aufgaben der getrennten Harze übernimmt. Man spricht dann von einem Mischbett. Die Regenerierung erfolgt nach der gleichen Methode. Mischbettharze sind um einiges teurer als 'normale' Kati + Ani-Harze.

    Bei allen Regenerier-Methoden, ob mit Salzlösung, Natronlauge oder Salzsäure, muss die Regenierflüssigkeit langsamst durch das Harz sickern. Das ist gar nicht so einfach zu bewerkstelligen - man muss mit einer säure- und laugenfesten Pumpe die Flüssigkeit so langsam durch das Harz pumpen, dass es am anderen Ende höchstens schnell tropfend wieder rauskommt. Ich hab dazu einen Eheim-Absperrhahn verwendet. Man könnte natürlich auch die Austauscherflüssigkeit an einem Punkt mit höherem Niveau aufstellen erreicht dann durch das Gefälle einen Durchsatz des Harzes - allein, das Ansaugen der Salzsäure ist nicht ganz ungefährlich. Die Salzsäure kann man in Drogerien oder Apotheken bestellen, dort stellt man auch nach Wunsch die entsprechende Mischung her. Die Natronlauge kann man als Ätznatron kaufen und sich dann mit Wasser die entsprechende Lauge herstellen, wenn mans kann. Die Lauge wird durch die chemische Reaktion beim Auflösen des Granulates ganz schön warm!

    Leider werden bei der Vollentsalzung KEINE Pestizide entfernt. Man müsste also das vollentsalzte Wasser noch durch eine Aktivkohle-Säule laufen lassen, wenn man reinstes Wasser gewinnen möchte.

    Brauchbar ist die Vollentsalzung für kleinere Aquarien. Je nach Grösse der Säulen können z.B. Harze für 2500 bis 5000 Härteliter enthalten sein. Das heisst, man kann mit den vollständig regenerierten Harzen ca. 2500 bis 5000 Liter Wasser um 1 °GH reduzieren bzw. entsalzen, 250 bis 500 Liter um 10 °GH usw.
    Bei einem 200 Liter Aquarium, bei dem wöchentlich ein Teilwasserwechsel von 1/4 des Beckenvolumens (50 Liter) durchgeführt wird, kann man also 5 - 10 mal wechseln, bis das Harz erschöpft ist und regeneriert werden muss. Dabei kann mans so vorgehen, dass man den Wasseranschluss per Schlauch direkt an die Vollentsalzungsanlage anschliesst, das Wasser aus einem Vorratsbehälter via Tauchpumpe durch die Säulen (oder die Mischbettsäule) jagt oder beim Aquarium einen Bypass bei Aussenfilter legt. Bei letztgenannter Methode muss man den Austauschprozess natürlich ständig überwachen, damit die Fische nicht plötzlich in entionisiertem Wasser schwimmen. Bei der ersten Mehtode besteht die Gefahr, dass das Austauschgehäuse platzen kann - es gelangt ja auch ziemlich viel Luft bei frisch gezapftem Wasser in die Säule. Also bleibt vernünftigerweise (bzw. umständlicherweise) nur Variante B übrig. Das Wasser darf natürlich nur langsam durch die Harze fliessen, wenn man eine vollständige Entsalzung erreichen will. Als Literleistung würde ich bei kleinen Anlagen mal von etwa 15 - 30 Liter pro Stunde ausgehen. Wenn man kein 100%ig vollentsalztes Wasser benötigt, kann man via Leitwertmesser auch den Durchfluss erhöhen - man erspart sich dann das abschliessende Verschneiden mit Leitungswasser.
    Krause gibt an, dass sich die Anschaffung einer Umkehrosmose erst dann lohnt, wenn man täglich mindestens 50 Liter entsalztes Wasser benötigt. Ich habe weniger gebraucht, aber die Arbeitserleichterung war mir eine Osmoseanlage wert.

    So viel günstiger in der Anschaffung ist der Ionenaustauscher i. Ggs. zur Osmose-Anlage auch nicht.
    Was ist nun der Vorteil der Osmoseanlage? Alle Prozeduren, die die Vollentsalzung benötigen würde, fallen weg. Pestizide werden auch entfernt. Bei teureren Anlagen ist auch gleich ein Kohlefilter in der Osmose-Anlage integriert.

    Der einzige Wehmutstropfen ist die relativ geringe Literleistung der Osmose. Je nach Wasserleitungsdruck oder Wassertemperatur kann man mit 'normalen' Osmose-Anlagen, wie sie in der Aquaristik verwendet werden, 90 - 120 Liter pro Tag vollentsalztes Wasser erzeugen.

    Klingt zwar viel, aber wenn man keinen Wasserspeicher hat, wartet man bei einer Leistung von ca. 100 Liter pro Tag (= 4,2 Liter pro Stunde) schon knapp 12 Stunden, bis man endlich mal 50 Liter gewonnen hat. Wenn man die bei mittelhartem Wasser mit 10 ° dGH verschneidet, bekommt man 100 Liter gebrauchsfertiges Wasser - gerade ausreichend, um bei einem 400 Liter Aquarium seinen wöchentlichen 1/4-Teilwasserwechsel durchzuführen.

    Leider entfernt man dann auch nur 50 % des im Leitungswasser enthaltenen Nitrates, in Ostösterreich oder Deutschland bleiben dann immer noch je nach Region 10 bis 25 mg/L Nitrat drin: der ganze Aufwand wär für die Katz.
    Solche Nitrat-Reduktionen erreicht man in einem gut bepflanzten Aquarium locker auch durch die biologische Nitrat-Veratmung bzw. viel einfacher und gründlicher, wenn man ein gutes Nitratharz (bzw. Phosphat-Harz) im Aussenfilter verwendet. Also bliebe im Grunde nur ein Verschneiden mit weniger Leitungswasser übrig, damit hat man allerdings noch weniger Wechselwasser pro Tag zur Verfügung, allerdings die Garantie, dass bis 98 % aller unerwünschten Inhaltsstoffe (Pestizide, Schwermetalle) entfernt werden. Man könnte das technisch so lösen, dass als Vorratsbehälter für das Osmosewasser ein eigenes 112 Liter Aquarium angeschafft wird. Auch ein alter Boiler kann da noch gute Dienste leisten. Ich hab auch schon Leute kennengelernt, die das Osmosewasserbecken einfach an die Wand montiert haben, von dort einen Gartenschlauch mit Hahn zum Aquarium gelegt haben und dann beim Wasserwechsel einfach mal das Hähnchen geöffnet haben. Gut geeignet ist die Osmose natürlich in Durchflussaqurien - man stellt seine gewünschte Qualität beim Regelventil der Osmoseanlage ein und leitet das Wasser direkt ins Becken. Es tropft also rasch ins Becken, so, dass der Heizer noch mitkommt. Über einen Überlauf (Lochbohrung) im Becken fliesst das Abwasser aus dem Aquarium direkt in den Gully. Vor allem Discuszüchter machen das gerne, wobei ich einen kenne, der seine Becken alle in Serie geschalten hat. Die Zuchtbecken bekommen das frischeste Wasser, von dort fliesst es weiter in die Aufzuchtbecken und von dort in den Gully. Eine ziemliche Installation ist dafür notwendig.

    Wo war ich noch stehengeblieben? Aja, das Osmosewasser-Aquarium. Dort kann man das Osmosewasser auch schon sehr gut mit Torf oder Erlenzäpfchen aufbereiten und belüften. In reinster Form darf das Osmosewasser natürlich nicht zur Haltung von Aquariumfischen verwendet werden. Selbst bei der Zucht von ausgesprochenen Weichwasserfischen ist es notwendig, dem Wasser Mineralien zuzusetzen, um Flosseneinschmelzungen bei Jungfischen oder Lochkrankheit (z.B. bei Discusfischen) vorzubeugen. Dazu eignen sich z.B. das JBL Aquadur, Preis Discussalz oder sera mineral salt.

    Und wofür wirst du dich jetzt entscheiden, hmm? :roll:

    Lg
    Jürgen
     
    #2 27. Juni 2004
  4. shary
    shary Bekanntes Mitglied
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    also wenn ich mir das mit dem gepantsche zur regeneration beim ionentauscher anhör wirds wohl eindeutig eine osmose anlage...
    danke für die - wie immer *g* - ausführliche erklärung jürgen
     
    #3 27. Juni 2004
  5. Jürgen Ha
    Jürgen Ha Moderator
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    Büdde - es war mir, wie immer, ein Vergnügen ;-)

    Lg
    Jürgen
     
    #4 27. Juni 2004
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