Wie funktioniert eine Osmoseanlage?

Eine Osmoseanlage gehört für mich zu den sinnvollsten Grundlagen eines Meerwasseraquariums. Denn bevor Du Dir Gedanken über perfekte Wasserwerte, Korallenversorgung oder Spurenelemente machst, solltest Du wissen, was mit Deinem Ausgangswasser überhaupt ins Aquarium gelangt.

Leitungswasser besitzt zwar Trinkwasserqualität, wurde aber nicht speziell für ein Meerwasseraquarium aufbereitet. Je nach Wohnort kann es unterschiedliche Mengen gelöster Salze, Silikat, Nitrat und weitere Stoffe enthalten. Eine Osmoseanlage reduziert einen großen Teil dieser Stoffe und liefert Dir damit kontrollierbares Ausgangswasser für Wasserwechsel und Verdunstungsausgleich.

Was ist eine Osmoseanlage?
In der Meerwasseraquaristik sprechen wir meist von einer Umkehrosmoseanlage. Ihr Herzstück ist eine spezielle Membran, durch die Leitungswasser unter Druck geführt wird.

Dabei entstehen zwei Wasserströme:
Reinwasser beziehungsweise Osmosewasser
Konzentrat beziehungsweise Abwasser

Ein großer Teil der gelösten Stoffe wird von der Membran zurückgehalten und mit dem Konzentrat abgeführt. Das Reinwasser enthält dadurch wesentlich weniger gelöste Salze als das ursprüngliche Leitungswasser.

Wie funktioniert Umkehrosmose?
Bei der natürlichen Osmose bewegt sich Wasser durch eine semipermeable Membran in Richtung der höher konzentrierten Lösung.

Bei der Umkehrosmose wird dieser Prozess mithilfe von Druck umgekehrt. Der Leitungsdruck drückt Wasser durch die Membran, während ein großer Teil der gelösten Ionen und anderer Stoffe zurückgehalten wird.

Wichtig: Eine Osmosemembran ist kein einfaches Sieb mit Löchern, durch die nur einzelne Wassermoleküle passen. Die Trennung erfolgt durch die Eigenschaften der Membran und verschiedene Transport- und Rückhaltemechanismen.

Aus welchen Filterstufen besteht eine Osmoseanlage?
Eine typische Anlage besitzt mehrere Stufen.

Sedimentfilter
Aktivkohlefilter
Osmosemembran
Optional einen nachgeschalteten Reinstwasserfilter

Die einzelnen Stufen übernehmen unterschiedliche Aufgaben und schützen gleichzeitig die empfindliche Membran.

Was macht der Sedimentfilter?
Der Sedimentfilter befindet sich normalerweise vor der Membran. Er hält Partikel wie Rost, Sand und andere Schwebstoffe zurück.

Dadurch schützt er die nachfolgenden Filterstufen vor unnötiger Verschmutzung.

Ein zugesetzter Sedimentfilter kann den Wasserdurchfluss und damit die Leistung der gesamten Anlage beeinträchtigen.

Warum wird Aktivkohle eingesetzt?
Die Aktivkohlestufe entfernt beziehungsweise reduziert unter anderem bestimmte organische Verbindungen und insbesondere oxidierende Desinfektionsmittel wie freies Chlor.

Das ist wichtig, weil bestimmte Membranmaterialien durch Chlor geschädigt werden können.

Die Aktivkohle dient deshalb nicht nur der Wasserreinigung, sondern gleichzeitig dem Schutz der Osmosemembran.

Was macht die Osmosemembran?
Die Membran übernimmt den wichtigsten Teil der eigentlichen Entsalzung.

Sie reduziert einen sehr großen Anteil der im Leitungswasser gelösten Salze und Ionen. Wie hoch die tatsächliche Rückhalterate ausfällt, hängt unter anderem von der verwendeten Membran, Wasserdruck, Temperatur, Zusammensetzung des Ausgangswassers und Zustand der Anlage ab.

Deshalb würde ich nicht pauschal behaupten, jede Osmoseanlage entferne immer 99 Prozent aller Stoffe. Entscheidend ist die tatsächliche Leistung Deiner Anlage.

Was entfernt eine Osmoseanlage?
Eine gut funktionierende Umkehrosmoseanlage kann zahlreiche gelöste Stoffe stark reduzieren. Für die Meerwasseraquaristik sind beispielsweise interessant:
Nitrat
Phosphat
Silikat
Calcium
Magnesium
Natrium und andere gelöste Salze
Verschiedene Metalle und weitere Ionen

Wie gut einzelne Stoffe zurückgehalten werden, kann sich unterscheiden. Eine Osmoseanlage macht aus Leitungswasser deshalb nicht automatisch unter allen Bedingungen vollkommen reines Wasser.

Warum ist Silikat besonders interessant?
Silikat ist in der Meerwasseraquaristik besonders bekannt, weil Kieselalgen Silicium für den Aufbau ihrer Zellhüllen benötigen.

Je nach Leitungswasser und Zustand der Wasseraufbereitung kann Silikat trotz Osmosemembran noch in geringen Mengen im Reinwasser vorhanden sein.

Bei dauerhaft auftretenden braunen Belägen lohnt es sich deshalb, nicht nur das Aquariumwasser, sondern auch das verwendete Ausgangswasser zu kontrollieren. Mehr zur richtigen Einordnung erfährst Du unter Kieselalgen im Meerwasseraquarium verstehen.

Was bringt ein Mischbettharzfilter?
Ein Mischbettharzfilter wird hinter der Osmosemembran eingesetzt und dient als zusätzliche Reinstwasserstufe.

Das Ionenaustauscherharz entfernt weitere gelöste Ionen aus dem bereits stark gereinigten Osmosewasser. Dadurch lässt sich die Wasserqualität nochmals verbessern.

Gerade in der Meerwasseraquaristik ist diese Kombination sinnvoll, wenn Du möglichst kontrolliertes Ausgangswasser herstellen möchtest.

Bei einer neuen Anlage würde ich deshalb darauf achten, ob ein Reinstwasserfilter bereits vorhanden ist oder problemlos nachgerüstet werden kann.

Braucht jede Osmoseanlage einen Mischbettharzfilter?
Technisch funktioniert eine Osmoseanlage auch ohne nachgeschaltetes Mischbettharz.

Für ein Riffaquarium kann die zusätzliche Reinstwasserstufe trotzdem sehr sinnvoll sein. Besonders wenn Dein Leitungswasser problematische Stoffe enthält oder nach der Membran beispielsweise noch Silikat nachweisbar ist, bietet sie eine zusätzliche Sicherheitsstufe.

Entscheidend ist letztlich die gemessene Qualität des erzeugten Wassers und nicht allein die Anzahl der Filtergehäuse.

Was bedeuten Reinwasser und Abwasser?
Eine Umkehrosmoseanlage produziert nicht nur Reinwasser. Gleichzeitig entsteht ein Konzentratstrom, über den die von der Membran zurückgehaltenen Stoffe abgeführt werden.

Das Verhältnis zwischen Reinwasser und Konzentrat hängt von der Anlage, dem Wasserdruck, der Membran und weiteren Faktoren ab.

Moderne Anlagen können wesentlich effizienter arbeiten als ältere oder sehr einfache Systeme. Eine pauschale Aussage wie „Für einen Liter Osmosewasser entstehen immer drei oder vier Liter Abwasser“ ist deshalb nicht sinnvoll.

Kannst Du das Abwasser weiterverwenden?
Das Konzentrat ist kein destilliertes Schmutzwasser, sondern Leitungswasser, in dem die zurückgehaltenen Stoffe stärker konzentriert vorliegen.

Je nach Qualität Deines Leitungswassers kannst Du es beispielsweise für bestimmte Reinigungsarbeiten oder andere geeignete Zwecke weiterverwenden.

Für das Meerwasseraquarium solltest Du selbstverständlich das Reinwasser verwenden.

Welche Rolle spielt der Wasserdruck?
Der Wasserdruck beeinflusst die Leistung einer Umkehrosmoseanlage erheblich.

Ist der Eingangsdruck zu niedrig, kann weniger Reinwasser produziert werden und auch die Rückhalteleistung kann ungünstiger ausfallen.

Je nach Anlage und vorhandener Hausinstallation kann deshalb eine Druckerhöhungspumpe sinnvoll sein.

Orientiere Dich dabei immer am vorgesehenen Arbeitsbereich der verwendeten Membran und Anlage.

Warum produziert die Anlage im Winter weniger Wasser?
Auch die Wassertemperatur beeinflusst die Leistung der Membran.

Kaltes Leitungswasser durchdringt die Membran langsamer. Deshalb kann dieselbe Osmoseanlage im Winter deutlich weniger Reinwasser pro Stunde produzieren als bei wärmerem Ausgangswasser.

Die Literleistung auf der Verpackung solltest Du daher nicht als garantierte Leistung unter allen Bedingungen verstehen.

Was bedeutet GPD bei einer Osmoseanlage?
Bei Osmosemembranen wird die Leistung häufig in GPD angegeben. Die Abkürzung steht für „Gallons per Day“, also Gallonen pro Tag.

Je höher der Wert, desto größer ist grundsätzlich die nominelle Produktionsleistung der Membran.

Die tatsächlich erzeugte Wassermenge kann jedoch abhängig von Druck, Temperatur und Ausgangswasser deutlich von diesem theoretischen Wert abweichen.

Wie kontrollierst Du die Qualität des Osmosewassers?
Sehr praktisch ist ein Leitwert- oder TDS-Messgerät. Damit kannst Du das Leitungswasser und das Wasser nach der Osmosemembran miteinander vergleichen.

Besitzt Deine Anlage zusätzlich einen Reinstwasserfilter, kannst Du auch das Wasser nach dieser letzten Stufe kontrollieren.

Wichtig: Ein niedriger Leitwert beziehungsweise TDS-Wert zeigt Dir, dass nur noch wenige leitfähige gelöste Stoffe vorhanden sind. Er verrät Dir aber nicht exakt, welche Stoffe noch enthalten sind.

Vermutest Du beispielsweise konkret einen Silikateintrag, kann zusätzlich eine gezielte Silikat-Messung sinnvoll sein.

Wie berechnest Du die Rückhalterate?
Wenn Du den Leitwert oder TDS-Wert vor und nach der Membran misst, kannst Du die Leistung der Membran besser beurteilen.

Die vereinfachte Berechnung lautet:

Rückhalterate in % = (1 − Reinwasserwert ÷ Leitungswasserwert) × 100

Beispiel:
Leitungswasser: 300 ppm
Wasser nach der Membran: 9 ppm
Rückhalterate: 97 %

Solche Vergleichsmessungen sind wesentlich aussagekräftiger als die alleinige Betrachtung des Reinwasserwertes.

Wann solltest Du die Filter wechseln?
Starre Wechselintervalle sind nur begrenzt sinnvoll. Die Lebensdauer hängt unter anderem von Wasserqualität, Verbrauch und verwendeten Filterpatronen ab.

Sediment- und Aktivkohlefilter solltest Du entsprechend den Herstellerangaben und Deinem tatsächlichen Wasserdurchsatz wechseln.

Die Membran kann bei guten Betriebsbedingungen mehrere Jahre funktionieren. Entscheidend ist ihre tatsächliche Rückhalteleistung.

Mischbettharz wird gewechselt, wenn seine Kapazität erschöpft ist beziehungsweise die Qualität des Reinstwassers nicht mehr den gewünschten Wert erreicht.

Warum solltest Du die Membran spülen?
Viele Osmoseanlagen besitzen eine Spülfunktion. Dabei wird die Membran mit einem erhöhten Konzentratstrom durchströmt.

Das kann dabei helfen, Ablagerungen an der Membranoberfläche zu reduzieren und günstige Betriebsbedingungen zu erhalten.

Wie und wie häufig gespült werden sollte, hängt von der jeweiligen Anlage ab. Beachte deshalb die Herstellerangaben.

Kann Osmosewasser gelagert werden?
Ja. Osmose- beziehungsweise Reinstwasser kannst Du in einem sauberen und dafür geeigneten Behälter lagern.

Der Behälter sollte möglichst geschlossen und ausschließlich für aquaristische Zwecke verwendet werden. Vermeide Gefäße, in denen zuvor Reinigungsmittel oder andere Chemikalien gelagert wurden.

Gerade wenn Du größere Wasserwechsel vorbereitest, ist ein ausreichend großer Vorratsbehälter sehr praktisch.

Wofür brauchst Du Osmosewasser?
Osmosewasser benötigst Du hauptsächlich für zwei Aufgaben:
Meerwasser für Wasserwechsel ansetzen
Verdunstetes Wasser nachfüllen

Dabei gibt es einen wichtigen Unterschied.

Für einen Wasserwechsel wird Osmosewasser mit geeignetem Meersalz auf die gewünschte Salinität gebracht.

Verdunstetes Wasser ersetzt Du dagegen mit reinem Osmose- beziehungsweise Reinstwasser ohne Meersalz. Beim Verdunsten verlässt nur Wasser das Aquarium, während die Salze zurückbleiben.

Warum das so wichtig ist, erklären wir Dir ausführlich unter Salinität richtig messen.

Kannst Du Leitungswasser direkt für ein Meerwasseraquarium verwenden?
Ich würde es nicht empfehlen.

Die Zusammensetzung von Leitungswasser unterscheidet sich regional und kann sich außerdem verändern. Für ein Riffaquarium möchtest Du möglichst genau kontrollieren, welche Stoffe Du mit jedem Wasserwechsel und jedem Nachfüllen einbringst.

Eine Osmoseanlage schafft dafür eine wesentlich bessere Ausgangsbasis.

Das bedeutet allerdings nicht, dass Osmosewasser bereits fertiges Meerwasser ist. Für Wasserwechsel musst Du es anschließend mit geeignetem Meersalz aufbereiten.

Wie groß sollte eine Osmoseanlage sein?
Das hängt vor allem von Deinem Aquarium und Deinem Wasserbedarf ab.

Berücksichtige:
Aquarienvolumen
Regelmäßige Wasserwechsel
Tägliche Verdunstung
Gewünschte Produktionsdauer
Vorhandener Wasserdruck
Größe Deines Vorratsbehälters

Bei einem großen Aquarium kann eine leistungsfähigere Anlage viel Zeit sparen. Für ein kleines Nano-Aquarium muss es dagegen nicht automatisch die größte verfügbare Anlage sein.

Osmoseanlage kaufen
Wenn Du eine neue Anlage suchst, achte nicht nur auf die angegebene Literleistung. Membranqualität, Vorfilter, Wasserdruck, Reinwasser-Abwasser-Verhältnis, Ersatzfilter und die Möglichkeit eines nachgeschalteten Reinstwasserfilters sind ebenfalls wichtig.

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Aktuell haben wir noch keine Osmoseanlagen fest im Sortiment. Über die Shop-Suche kannst Du jederzeit prüfen, ob inzwischen passende Anlagen verfügbar sind. Wir erweitern unser Technik-Sortiment laufend.

Wasserwerte beginnen beim Ausgangswasser

Wasserwerte im Meerwasseraquarium
Stabile Wasserwerte beginnen nicht erst im Aquarium. In unserem großen Wasserwerte-Ratgeber erklären wir Dir die wichtigsten Werte und Zusammenhänge von Salinität über KH, Calcium und Magnesium bis zu Nitrat und Phosphat.

Typische Fehler bei Osmoseanlagen
Leitungswasser ungeprüft für das Riffaquarium verwenden
Nur auf die maximale Literleistung der Anlage achten
Wasserdruck und Wassertemperatur nicht berücksichtigen
Vorfilter zu selten wechseln
Membranleistung nie kontrollieren
Mischbettharz verwenden, aber dessen Zustand nicht überprüfen
Einen niedrigen TDS-Wert automatisch mit garantiert silikatfreiem Wasser gleichsetzen
Verdunstetes Wasser mit fertig angesetztem Meerwasser ersetzen
Ungeeignete Behälter zur Lagerung verwenden
Die Herstellerangaben zur Wartung ignorieren

Fazit
Eine Osmoseanlage schafft eine kontrollierbare Grundlage für Dein Meerwasseraquarium. Sie reduziert einen großen Teil der im Leitungswasser gelösten Stoffe und hilft Dir dabei, unerwünschte Einträge über Wasserwechsel und Verdunstungsausgleich zu vermeiden.

Das Herzstück ist die Umkehrosmosemembran. Sediment- und Aktivkohlefilter schützen die Anlage und bereiten das Wasser vor. Ein nachgeschalteter Mischbettharzfilter kann die Wasserqualität zusätzlich verbessern.

Entscheidend ist aber nicht nur, eine Osmoseanlage zu besitzen. Kontrolliere regelmäßig ihre tatsächliche Leistung und die Qualität des erzeugten Wassers. Besonders bei Silikatproblemen lohnt sich ein genauer Blick auf das Ausgangswasser.

Unser Tipp
Wenn Du eine Osmoseanlage kaufst, plane den Reinstwasserfilter am besten gleich mit ein oder achte darauf, dass er später problemlos ergänzt werden kann. Kontrolliere außerdem Leitungswasser und Reinwasser regelmäßig mit einem Leitwert- oder TDS-Messgerät.

Treten trotz Osmoseanlage immer wieder Kieselalgen auf, solltest Du nicht automatisch die Beleuchtung oder Fütterung verändern. Prüfe zuerst das Wasser direkt nach Deiner gesamten Wasseraufbereitung und kontrolliere bei Verdacht gezielt den Silikatwert.

Haftungsausschluss
Die Inhalte wurden sorgfältig und nach bestem Wissen erstellt und dienen als Orientierung; individuelle Aquarienbedingungen und Reaktionen der Tiere können abweichen.

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Gerd Raabe
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