Trinkwassergewinnung: Vier Wege zu trinkbarem Wasser

Trinkwasser sollte extrem sauber sein, um Risiken für den Organismus durch das Trinken zu vermeiden. Wasser ist aber häufig mit belastenden Stoffen versehen – auch in Deutschland. Um Wasser trinkbar zu machen, können Sie verschiedene Methoden der Trinkwasseraufbereitung verwenden. Die vier bedeutendsten Methoden lernen Sie in diesem Beitrag kennen.

Trinkwassergewinnung - Ein Mann, der gerade Wasser trinkt

1. Trinkwassergewinnung durch Umkehrosmose für (Trink-)Wasser mit höchstem Reinheitsgrad

Bei der Osmose handelt es sich um einen Vorgang, der typisch für Wasser ist. Es passiert eine semipermeable Membran (halbdurchlässig). Dabei bleiben im Wasser gelöste Stoffe auf der ursprünglichen Seite der Membran zurück, weil diese die Membran aufgrund ihrer Größe nicht passieren können. Der Vorgang kommt in der Natur permanent vor, zum Beispiel in menschlichen Zellen oder in den Wurzeln von Pflanzen.

Die Umkehrosmose verkehrt die Osmose in ihr Gegenteil. Während Osmose auf natürliche Art ohne jede Energiezufuhr funktioniert, wird bei der Umkehrosmose künstlicher Druck eingesetzt. In entsprechenden Anlagen zur Trinkwassergewinnung presst eine Pumpe das belastete Wasser mit einem bestimmten Arbeitsdruck durch eine semipermeable, synthetische Umkehrosmose-Membran. Die lässt wie bei der natürlichen Osmose nur Wasser, nicht aber die Verunreinigungen hindurch, sodass sich das Trinkwasser schließlich auf der Rückseite sammelt. Durch Rückspülung leitet die Anlage anschließend die Belastungsstoffe von der Membran weg in einen Abfluss.

Damit die Umkehrosmose erfolgreich ist, ist die Membranqualität von größter Bedeutung. Obwohl dieses Verfahren der Trinkwassergewinnung sehr sauberes Trinkwasser erzeugt, wird die Umkehrosmose oft mit weiteren Aufbereitungsverfahren kombiniert. Wer selbst die Trinkwassergewinnung durch Umkehrosmose einsetzen möchte, kann entsprechende Anlage für den Wasserhahn und für den mobilen Einsatz erwerben.

2. Trinkwassergewinnung durch Aktivkohlefilter gegen Schwermetalle und giftige Chemikalien

Soll ein Wasser von Schwermetallen, giftigen Chemikalien, Bakterien, Geschmacks- und Geruchsstoffen oder Staub befreit werden, kommen Aktivkohlefilter zum Einsatz. Aktivkohle wird aus pflanzlichen, tierischen, mineralischen oder petrochemischen Stoffen hergestellt. Bei dem Produkt handelt es sich um einen Kohlenstoff, der feinporig und porös ist. Durch diese Struktur verfügt die Kohle über eine große Oberfläche. Sie ist dadurch in der Lage, gewisse Stoffe zu absorbieren.

Aktivkohle wird in vielen Bereichen genutzt, zum Beispiel in der Medizin oder der Chemie, nicht nur zur Trinkwassergewinnung. Selbst Gase lassen sich damit reinigen, so findet sich Aktivkohle in Zigarettenfiltern, Dunstabzugshauben und Atemmasken. Zur Trinkwassergewinnung stehen ausgeklügelte Systeme, die auch mit Druck arbeiten, für unterwegs und zu Hause zur Verfügung. Neben Aktivkohlefiltern existiert eine Vielzahl weiterer Filtersysteme, die sich zur Gewinnung von Trinkwasser eignen.

Trinkwassergewinnung - Ein Stück Aktivkohle

3. Trinkwassergewinnung durch Meerwasserentsalzung für salzfreies Wasser

„Trink kein Meerwasser beim Schwimmen“ – raten Eltern ihren Kindern, wenn sie im Urlaub am Strand sind. Während geringe Mengen geschlucktes Meerwasser beim Baden noch nicht so gefährlich sind, sollten Sie unter keinen Umständen Meerwasser in Ihre Ernährung einbauen – auch nicht im Notfall. Beim Genuss von Meerwasser kann der Trinkende leicht verdursten, obwohl er eigentlich Flüssigkeit zu sich genommen hat. Der Grund ist der extrem hohe Salzgehalt des Meerwassers. Dadurch entzieht es den Zellen das Zellwasser nach dem Prinzip der Osmose, anstatt es dem Körper zur Verfügung zu stellen.

In einigen Situationen kann es jedoch notwendig sein, Meerwasser trinkbar zu machen. Wasserarme Staaten mit Meeranschluss wie Israel setzen darauf, Meerwasser für die Bevölkerung zu entsalzen. Zudem ist es einfacher, auf einer Seereise (zum Beispiel beim Segeln) Trinkwasser zu gewinnen, anstatt die benötigte Wassermenge mitzunehmen. Das gelingt mit der Meerwasserentsalzung, die auf drei verschiedene Wege möglich ist:

– Umkehrosmose

– Verdampfung

– Gefrierverfahren

Die Umkehrosmose wurde bereits vorgestellt. Bei der Verdampfung erhitzen Anlagen das Meerwasser, bis es in seinen gasförmigen Zustand übergeht. Das Meersalz bleibt in fester Form zurück, weil es einen anderen Siedepunkt besitzt. Anschließend muss der Dampf nur noch gekühlt werden, bis das Wasser in einem separaten Gefäß kondensiert und sich wieder verflüssigt. Das Gefrierverfahren ist etwas aufwändiger und teurer. Anlagen kühlen das Meerwasser, sodass sich salzfreie Eiskristalle bilden. Die Eiskristalle müssen anschließend noch mit Süßwasser gewaschen werden. Bei dieser Art der Trinkwassergewinnung ist ein hoher Energieaufwand nötig. Spezielle Anlagen lassen sich aber auch preiswert und nachhaltig mit Solartechnik betreiben.

4. Trinkwassergewinnung durch Ionenaustauscher für das perfekte Ionen-Verhältnis

Wasser enthält sogenannte Ionen, die auch in unserer Ernährung eine wichtige Rolle spielen. Bei Ionen handelt es sich um elektrisch geladene Atome oder Moleküle, meist Salze und Mineralien wie Calcium, Natrium und Magnesium. Im menschlichen Organismus halten sie zum Beispiel die Nervenfunktion aufrecht, das macht sie überlebenswichtig. Ionenfreies Wasser ist zum Trinken genauso wenig geeignet wie das salzige Meerwasser. Ist ein Wasser zu Ionen-haltig, ist es aufgrund seiner Härte ungenießbar. Zu wenige Ionen machen das Wasser extrem weich.

Um den Ionengehalt von Trinkwasser zu optimieren, setzen Sie einen Ionenaustauscher ein, die zum Beispiel Tonmineralien, Chlorophyll, Zellulose oder künstliche Ionenaustauscher Harze verwenden. Ein solches Gerät macht sich die elektrische Ladung zunutze. Es optimiert die Ladung des Wassers, indem es die stärkere Ladung reduziert und die schwächere stärkt. Dazu werden gezielt die Teilchen ausgetauscht. Das Verfahren zur Trinkwassergewinnung wird oft an andere Verfahren angeschlossen.