Filtrations-Technologien im Überblick
Aktivkohlefilter
Eine der am weitesten verbreiteten und ältesten Filtertechnologien ist jenes der Aktivkohle, die entweder als Granulat oder in Blockform zum Einsatz kommt. Besonders leistungsfähig sind innovative Aktivkohle-Monoblockfilter, die in einem hochmodernen Sinterprozess zu einem festen Block gepresst und bei hohen Temperaturen aktiviert werden. Ein Aktivkohle-Monoblockfilter besitzt eine enorme Anzahl feinster Poren und Kanäle auf engstem Raum. So hat ein Kubikzentimeter Aktivkohle eine ähnlich große Fläche wie ein Fussballplatz. Deshalb sind Aktivkohle-Monoblockfilter losem Granulat in Filterleistung und Schadstoffrückhaltung bei weitem überlegen und werden in der kommunalen Trinkwasseraufbereitung ebenso wie in der Industrie eingesetzt.
Grundsätzlich benötigen Aktivkohlefilter weder Strom noch Chemie, sondern reinigen das Wasser beim Durchfließen durch die Poren der Aktivkohle durch drei unterschiedliche Wirkungsweisen: sowohl mechanisch als auch katalytisch und adsorptiv von zahlreichen Verunreinigungen.
Einfach zu verstehen ist die mechanische Filterwirkung nach dem Prinzip eines Siebs: alle Inhaltsstoffe, die größer sind, als die Poren und Kanäle der Kohle, werden zurückgehalten, z.B. Sand, Schwebeteile, Rostpartikel, Asbestfasern, Mikroplastik oder auch Bakterien und andere Mikroorganismen. Die katalytische Filterwirkung wird durch Umwandlung erzielt, z.B. werden Chlor und Chlorverbindungen entfernt. Zuletzt sorgt die adsorptive Filterwirkung durch eine Art "Ansaugeffekt" dafür, dass sich Stoffe an der Oberfläche der Aktivkohle anlagern. So werden selbst anorganische und organische Spurenstoffe festgehalten, die kleiner als die eigentlichen Poren und Kanäle sind, z.B. Schwermetalle wie Blei oder Kupfer sowie Pestizide, Herbizide, Fungizide, Hormon- und Medikamentenrückstände sowie geruchs- und geschmacksstörende Stoffe. Dabei bleibt das Wasser aber in seiner natürlichen Form inklusive aller wertvoller Mineralien, Salze und Kalk erhalten.
Kurz und knapp:
• Gefiltert werden je nach Porengröße Feststoffe wie Sand, Schwebeteile, Rostpartikel, Asbestfasern, Mikroplastik oder Krankheitserreger wie Bakterien und Viren.
• Nicht gefiltert werden alle gelösten Stoffe wie Nitrat oder Kalk
Aktivkohle ist nicht gleich Aktivkohle
Die meisten Wasserfilter verwenden zur Wasserveredelung Aktivkohle. Diese bewirken eine Reinigung des Wassers sowie eine Verbesserung des Geschmacks. Eine solche Geschmacksverbesserung erfolgt zum Beispiel bei Tischkannenfiltern. Sie bestehen meistens aus einem Aktivkohlefilter und einem Ionenaustauscher.
Für eine echte Qualitätsverbesserung des Wassers, bei der nicht nur subjektiv der Geschmack verbessert wird, reichen diese Filter jedoch oft nicht aus. Es kommt darauf an, zuverlässig und sicher mögliche Schadstoffe und Keime aus dem Wasser herauszufiltern. Entscheidend ist hierfür die Wahl eines hochwertigen Herstellungsverfahrens.
Dabei bestehen große Unterschiede: Ein Filter, bei dem die Aktivkohle nur lose aufgeschüttet ist, erreicht nicht die Leistungsfähigkeit eines aufwendig Produktion. Erstklassige Wasserfilter unterscheiden sich dadurch, dass die Aktivkohle nicht in granulierter Form oder mit Bindemitteln zu einer Masse verklebt werden (extrudieren), sondern unter hohem Druck und Hitze gesintert werden. Deshalb sollten Verbraucher darauf achten, welches Herstellungsverfahren verwendet wird.
Chlor- und Chlorabbauprodukte
Organische Verbindungen
Schwermetalle
Partikel und Sedimente
Asbestfasern
Pestizide und Pestizidrückstände
Keime & Bakterien
Parasiten
Medikamentenrückstände
Membranfiltration
Aktivkohle-Blockfilter besitzen eine Porengröße von etwa 0,45 µm, was in der Regel ausreicht, um die meisten Schadstoffe zuverlässig zu entfernen, nicht jedoch Krankheitserreger wie Bakterien und Viren. Hier bietet sich eine Kombination mit Membranfiltration an. Membranfiltration wird nicht nur in der Medizintechnik und Industrie, sondern zunehmend auch in der Trinkwasseraufbereitung eingesetzt. Es handelt sich um einen rein mechanischen Filtrationsprozess mittels Hohlfaser-Membranenfiltern, welche besonders fein sind und zuverlässig nicht nur Feststoffe und Trübungen, sondern auch mehr als 99,99 % aller Bakterien, Legionellen und Parasiten (Mikrofilration mit definierten Poren von ca. 0,15 μm Größe) und bei der Ultrafiltration sogar Viren (Ultrafiltration mit definierten Poren von ca. 0,02 μm Größe) zurückhalten. Hierdurch können auch Krankheitserreger wie Legionellen nahezu vollständig aus dem Wasser entfernt werden. Das natürliche Gleichgewicht des Wassers bleibt dabei erhalten und wird nicht verändert, ein Einsatz von Desinfektionsmitteln oder die Bestrahlung des Wassers mit UV-Licht sind nicht notwendig.
Umkehrosmose
Das Aufbereitungsverfahren der Umkehrosmose wurde ursprünglich zur Entsalzung von Meerwasser entwickelt. Das Verfahren ist relativ komplex, bietet jedoch einen hohen Reinigungsgrad von nahezu 99,9%. Umkehrosmose basiert auf einem wichtigen Prinzip der Natur – der Osmose. Das Osmose-Prinzip reguliert den Wasserhaushalt einer Zelle, indem der Zelleninnendruck ausgeglichen wird. Zwei Lösungen mit unterschiedlich hoher Teilchenkonzentration, die durch eine halbdurchlässige Membran getrennt werden, streben nach einem Ausgleich ihrer Teilchenkonzentration, so entsteht der sogenannte osmotische Druck.
Die Wasseraufbereitung via Umkehrosmose kehrt diesen Prozess um. Unter Druck wird das Leitungswasser gegen eine halbdurchlässige Membran der Osmoseanlage mit extrem feinen Poren gedrückt, durch die nur die Wassermoleküle selbst durchpassen. Die Osmoseanlage entnimmt dem Wasser zwar alle Verunreinigungen wie Krankheitserreger, Schwermetalle, Nitrate, Pestizide oder andere Schadstoffe. Jedoch hat Umkehrosmose einen großen Nachteil: es wird radikal nahezu alles aus dem Wasser entfernt, auch wertvolle Inhaltsstoffe wie Mineralien und Salze, übrig bleiben fast nur die Wassermoleküle (Permeat oder Osmosewasser genannt). Zudem wird mehr Abwasser erzeugt, als aufbereitetes Wasser. Osmosewasser kann zwar getrunken werden, schmeckt aufgrund der fehlenden Mineralien aber fad. Zudem ist es durch einen abgesenkten pH-Wert sauer und damit aggressiv. Deshalb werden zumindest die Mineralien anschließend oft wieder künstlich zugesetzt, um trinkfähiges Wasser zu erhalten. Während die Technik der Umkehrosmose im technischen Einsatz unter kontrollierten Einsatzbedingungen z.B. in der Medizintechnik und Industrie sinnvoll ist, ist sie als Filtrationsmethode für Trinkwasser im Haushalt eher ungeeignet. Eine Filtermethode, die das Trinkwasser in seiner natürlichen Zusammensetzung und Struktur belässt, ist hier sinnvoller.
Ionenaustauscher
Was oben bereits beim Tischkannenfilter beschrieben wurde, gibt es auch als zentrale Großanlage für den Haushalt: Entkalkungsanlagen, die mit der Technik des Ionenaustauschs arbeiten. Dabei werden dem Wasser bestimmt Stoffe wie Kalzium und/oder Magnesium-Ionen, welche für die Wasserhärte verantwortlich sind, aber auch Nitrate oder Schwermetalle entnommen und durch andere Ionen ersetzt. Kalzium wird meist gegen Natrium getauscht, der Kalkgehalt wird damit gesenkt. Solche Ionenaustauscher-Anlagen sind aber eigentlich keine richtigen Wasserfilter, Mikroorganismen und die meisten Schadstoffe bleiben im Wasser enthalten (wie beim Tischkannenfilter auch, siehe oben).
Destillation
Wasserdestillation, also das Verdampfen von Wasser mit anschließender Kondensation, ist eine der ältesten Arten, Wasser aufzubereiten. Destilliert werden kann sowohl Leitungswasser als auch Grundwasser oder verunreinigtes Wasser aus natürlichen Vorkommnissen. In der Natur entsteht destilliertes Wasser durch Verdunstung von Wasser aus Seen, Flüssen, Meeren. Hierbei werden sämtliche Schadstoffe und Verunreinigungen, aber auch Mineralien, Spurenelemente sowie Salze aus dem Wasser entfernt, es entsteht ein hygienisch sauberes Produkt. Destilliertes Wasser kommt vor allem in der Chemie, Medizin und Biologie als Lösung zum Einsatz. Destillation ist jedoch ein sehr energieintensives und damit recht teures Verfahren (ca. 15 bis 20 Cent/l). Zudem dauert es sehr lange, so braucht ein 800 Watt-Gerät für 3 Liter Wasser etwa 4 bis 5 Stunden.
Entgegen früher verbreiteten Annahmen kann destilliertes Wasser zwar getrunken werden. In Asien gilt der Genuss destillierten Wasser sogar als besonders gesund. Doch da destilliertes Wasser kaum noch Mineralien enthält, versorgt es den Körper zwar mit Flüssigkeit, aber nicht ausreichend mit lebensnotwendigen Mineralien und Spurenelementen. Seinen Durst langfristig und ausschließlich mit destilliertem Wasser zu stillen, kann zu Störungen des Mineralienhaushaltes führen.