Demineralisiertes Wasser ► Was macht es so besonders?

Nicht immer kann natürliches Leitungswasser (H2O) verwendet werden. Besonders in Bereichen der Wissenschaft, Technik und Forschung wird Wasser benötigt, welches frei von bestimmten Mineralien ist. Dann kommt häufig demineralisiertes Wasser, auch VE-Wasser genannt, zum Einsatz. Was es damit auf sich hat und wie es gewonnen wird, erklärt der folgende Text.

WAS IST DEMINERALISIERTES WASSER?

Demineralisiertes Wasser wird auch als deionisiertes, de- und entmineralisiertes sowie vollentsalztes Wasser (VE-Wasser) bezeichnet. Aus den Namen lässt sich bereits ableiten, dass es sich dabei um reines Wasser handelt, dem bestimmte organische und anorganische Stoffe entzogen wurden. Häufig wird demineralisiertes Wasser aus normalem Leitungswasser hergestellt.

WAS IST DER UNTERSCHIED ZWISCHEN DEMINERALISIERTEM WASSER UND DESTILLIERTEM WASSER?

Demineralisiertes Wasser unterscheidet sich von destilliertem aufgrund des Reinheitsgrades, vor allem aber wegen der Herstellungsverfahren. Um destilliertes Wasser zu erhalten, wird Wasser bis zum Siedepunkt erhitzt, sodass es verdampft. Der entstehende Wasserdampf (Kondensat) enthält keine organischen Stoffe, Salze und Spurenelemente mehr. Destilliertes Wasser wird beispielsweise für Dampfbügeleisen verwendet, hauptsächlich aber in medizinischen Einrichtungen und Laboren.

Um Wasser zu demineralisieren, kommen verschiedene Prozesse zur Anwendung. Wird ausschließlich der Austausch von Ionen vollzogen, verbleiben darin organische Verunreinigungen, beispielsweise Bakterien oder Viren. Um auch diese und andere Stoffe zusätzlich herauszufiltern, sind sogenannte Umkehrosmoseanlagen zu verwenden. Die Entsalzung des Wassers erfolgt in ihnen durch eine Membran, die gleichzeitig als Filter für andere Stoffe funktioniert.

Grundsätzlich handelt es sich bei demineralisiertem Wasser um ein Produkt, das kaum noch Mineral- und Salzionen aufweist, die normalerweise in natürlichem Wasser vorkommen. Zu ihnen gehören beispielsweise Calcium, Chlorid, Sulfate, Magnesium und Natrium.

WELCHE VORTEILE BIETET DEMINERALISIERTES WASSER GEGENÜBER DESTILLIERTEM WASSER?

Die Vorteile von demineralisiertem Wasser sind bereits im Herstellungsverfahren erkennbar. Um destilliertes Wasser zu produzieren, ist durch die Erhitzung ein hoher Energieaufwand nötig. Außerdem lagern sich dabei Kalk und andere Stoffe an den Maschinen zur Herstellung ab.

Weiterhin gibt es Unterschiede hinsichtlich der Messwerte von demineralisiertem und destilliertem Wasser. Dies betrifft besonders die Leitfähigkeit und den TDS-Wert, welche bei destilliertem Wasser deutlich höher sind. Beide Werte geben Auskunft über die Summe der gelösten Feststoffe im Wasser. Zu ihnen gehören Mineralien, Salze und Metalle.

Befinden sich die Werte im niedrigen Bereich, liegt eine besonders gute Wasserqualität vor. Reines Wasser zeichnet sich dadurch aus, dass es nicht leitfähig ist und Wasser mit niedrigem TDS-Wert schmeckt sehr gut. Demineralisiertes Wasser kann demzufolge auch getrunken werden.

WIE WIRD DEMINERALISIERTES WASSER HERGESTELLT?

Die Herstellung von demineralisiertem Wasser kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. So kommen beispielsweise Ionentauscher oder die Umkehrosmose mit entsprechender Anlage zur Anwendung. Mit allen Herstellungsverfahren werden hohe Reinheitswerte bezweckt und die Anforderungen an demineralisiertes Wasser erfüllt.

IONENAUSTAUSCHVERFAHREN

Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass unter Verwendung eines nichtlöslichen Kunstharzes Ionen, die die gleiche elektrische Ladung aufweisen, gegeneinander ausgetauscht werden. Dabei spricht man auch von der Entsalzung. Bei genauerer Betrachtung geht es darum, die im Wasser selbstständig zerfallenden Kationen und Anionen auszutauschen.

Unterschieden wird deshalb zwischen Kationen- und Anionenaustauschern. Bei ersteren geht es um den Austausch von Kationen, wie beispielsweise Calcium und Magnesium gegen Wasserstoffionen, wobei man von Entsalzung spricht, oder gegen Natrium-Ionen, was eine Enthärtung des Wassers bewirkt.

Anionenaustauscher werden stattdessen eingesetzt, um Ionen, welche negativ geladen sind (beispielsweise Sulfat und Chlorid), gegen Hydroxid-Ionen zu tauschen. Bei einer Reihenschaltung werden die Kationenaustauscher stets vor die Anionenaustauscher geschaltet, wodurch eine Vollentsalzung des Wassers zustande kommt.

In sogenannten Mischbett-Ionentauschern befinden sich Kationen- und Anionentauscherharze gemeinsam in demselben Druckbehältnis. Sie werden unter Einsatz von Druckluft ständig miteinander vermischt, wodurch es zur durchgehenden Verkettung des Anionen- und Kationentauschs kommt.

Die durch dieses Verfahren hergestellten Produkte sind nicht mit reinem Wasser gleichzusetzen. Möchte man dieses erhalten, müsste zusätzlich eine Entkeimung stattfinden.

UMKEHROSMOSE

Durch Umkehrosmose-Anlagen werden je nach verwendeten Filtern auch kleinste Partikel aus dem Leitungswasser entfernt. Dazu wird das natürliche Wasser mit hohem Druck gegen eine Membran befördert. Diese kann man sich wie einen Filter vorstellen, der Wasser hindurchlässt, kleine Partikel und Verunreinigungen jedoch abfängt. Zum Einsatz kommen dabei mehrere Filterstufen, die das Wasser nacheinander von unterschiedlichen Stoffen befreien.

Jede Umkehrosmose-Anlage verfügt über mindestens einen Vorfilter und eine Hauptmembran. Auch ein Nachfilter ist möglich, denn erst durch diesen schmeckt das gefilterte Wasser besonders gut. So kann man auch Osmose-Wasser trinken. Häufig folgt auf die Umkehrosmose später noch eine Entsalzung. Wird das Wasser vor der Behandlung enthärtet, beugt das einer schnellen Verblockung der Membranen in der Umkehrosmose-Anlage vor.

Schon gewusst? Der osmotische Druck ist entscheidend, wenn sehr kleine Ionen durch die Membran zurückgehalten werden sollen. Beispielsweise ist der osmotische Druck in Salzwasser besonders hoch. Wenig Druck wird bei Lösungen benötigt, die versetzte Mikro- und Makropartikel enthalten. Diese haben einen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 1 Mikrometer.

ELEKTRODEIONISATION

Nach einer Umkehrosmose kommt bestenfalls noch eine Elektrodeionisation, auch EDI genannt, zum Einsatz, denn mit ihr lassen sich niedrige Leitfähigkeits- und Kieselsäurewerte erreichen. Dazu werden Ionentauschermembranen, Ionentauscherharze und Elektrizität verwendet. Das Ergebnis ist Wasser mit sehr hoher Qualität.

Die EDI stellt eine Alternative zum Mischbetttauscher dar und wird häufig bei der Aufbereitung von Kesselspeisewasser in Kraft- und Heizwerken sowie bei Prozesswasser in der Elektroindustrie, Krankenhäusern und Laboren verwendet.

WIE WIRD DIE REINHEIT DES DEMI-WASSERS GEMESSEN?

Reines Wasser erkennt man daran, dass es nicht elektrisch leitfähig ist. Dem liegt zugrunde, dass es keine Anionen und Kationen mehr enthält, welche in natürlichem Wasser vorkommen. Die Leitfähigkeit wird in S/cm, was Siemens pro Zentimeter bedeutet, angeben. Da sich in gereinigtem Wasser aber kaum noch Leitfähigkeit nachweisen lässt, handelt es sich nur noch um Mikrosiemens/cm (µS/cm). Eine solche Messung kann man einfach zuhause durchführen, wenn ein TDS-Messgerät zur Verfügung steht. Die Leitfähigkeit sollte bei demineralisiertem Wasser nicht mehr als 5 µS/cm betragen.

Es handelt sich dabei um eine schwache Säure, da es einen pH-Wert von ungefähr 5,0 aufweist. Der pH-Wert im Wasser ist abhängig von der Temperatur und dem Anteil von gelöstem Sauerstoff und Kohlendioxid.

ANWENDUNGSBEREICHE VON DEMINERALISIERTEM WASSER

Demineralisiertes Wasser kommt vor allem in der Industrie und Wissenschaft zum Einsatz. Grundsätzlich wird es überall dort verwendet, wo Ablagerungen vermieden werden sollen, die durch natürliches Wasser auftreten können oder eine Leitfähigkeit nicht erwünscht ist. Anwendungsgebiete für VE-Wasser sind hier zu finden:

●      im Labor und bei der Durchführung von Tests

●      in Autowaschanlagen

●      als Waschwasser für die Computerchip-Herstellung

●      in Kühlsystemen

●      bei der Kesselspeisung

●      beim Optimieren von Brennstoffzellen

●      in Dampfbügeleisen und Dampferzeugeranwendungen

●      bei Produktionsverfahren in der Pharmazie

●      in der Kosmetikindustrie

●      bei der Restaurierung von alten Büchern und Schriften

●      in Feuerlöschern

Demineralisiertes Wasser eignet sich auch hervorragend zur Reinigung. Das liegt darin begründet, dass sich der pH-Wert des Wassers dem der Umgebung anpasst. Dadurch gilt es als gutes Lösungsmittel.

GIBT ES GESUNDHEITSRISIKEN DURCH DEMINERALISIERTES WASSER?

Demineralisiertes Wasser kann durchaus getrunken werden. Die Entfernung von Mineralien, welche auch für den Körper nicht gut sind, stellt dabei sogar einen Vorteil dar. Allerdings werden bei dem Verfahren ebenfalls die Stoffe entfernt, welche für uns wichtig sind. Weiterhin kann durch das Trinken von demineralisiertem Wasser der Wasserhaushalt unserer Zellen gestört werden, was in Hinblick auf die eigene Gesundheit nicht unbedenklich ist.