TDS und Härte: Was die Zahlen wirklich bedeuten

Betrachten Sie zwei Proben. Probe A zeigt 850 mg/L TDS und 15 mg/L Härte: Es ist ein Natriumchloridwasser, weich, aber salzig. Probe B zeigt 210 mg/L TDS und 160 mg/L Härte: Es ist ein Calciumhydrogencarbonatwasser, arm an gelösten Feststoffen, aber hart genug, um einen 70 °C heißen Erhitzer zu verkalken. Ein TDS-Messgerät bewertet das erste als das schlechtere und das zweite als das bessere Wasser, was für den Geräteschutz genau verkehrt ist.

Küsten- und Inselquellen zeigen oft das erste Muster, bei dem Meerwasserintrusion Natrium und Chlorid erhöht. Kalkstein- und Gipsgeologie zeigt oft das zweite, bei dem Calcium, Magnesium und Bicarbonat einen mäßigen Gesamtwert dominieren. Die Aufbereitungsantwort ist entgegengesetzt: Probe A benötigt wegen des Salzgehalts möglicherweise Umkehrosmose, Probe B einen Enthärter und womöglich gar keine Umkehrosmose.

Die Härte als CaCO₃ entspricht Calcium in mg/L × 2.5 plus Magnesium in mg/L × 4.1. Die Faktoren ergeben sich aus den Äquivalentgewichten: Das CaCO₃-Äquivalentgewicht von 50 g/eq geteilt durch das Calcium-Äquivalentgewicht von 20 g/eq ergibt 2.5, und geteilt durch das Magnesium-Äquivalentgewicht von 12.15 g/eq ergibt 4.1. Ein Wasser mit 40 mg/L Calcium und 12 mg/L Magnesium enthält daher 100 mg/L als CaCO₃ aus Calcium plus 49 mg/L aus Magnesium, insgesamt 149 mg/L. Das sind etwa 8.7 Grains pro US-Gallon und 1.5 mmol/L zweiwertiger Ionen.

Laborberichte verwenden mehrere Einheiten, und deren Vermischung ist eine typische Fehlerquelle bei der Auslegung. Rechnen Sie alles in mg/L als CaCO₃ um, bevor Sie mit einem Schwellenwert vergleichen, und rechnen Sie erst am Ende in die Einheit um, die im Datenblatt des Enthärters verwendet wird.

Die Härte bestimmt den Enthärter, der TDS die Umkehrosmose. Sie überschneiden sich nur, wenn beides erhöht ist. Die folgende Matrix ist die praktische Fassung dieser Regel: Härte über 120 mg/L spricht für Enthärtung, TDS über 600–1,000 mg/L für Umkehrosmose, und beide Entscheidungen sind unabhängig. Ein Enthärter gegen salzigen Geschmack oder eine Umkehrosmose gegen Verkalkung löst keines der beiden Probleme.

Ein Enthärter entfernt Calcium und Magnesium und gibt Natrium ab. Die Härte am Auslauf sinkt auf 0–17 mg/L als CaCO₃, typischerweise unter 1 gpg, während der TDS nur wenige mg/L vom Zulauf abweicht, weil ein zweiwertiges Ion durch zwei einwertige Ionen ersetzt wird. Natrium steigt um etwa 46 mg/L je 100 mg/L entfernter Härte. Alkalität, Sulfat, Chlorid und Nitrat bleiben unverändert.

Die Folgen sind konkret. Ein Enthärter macht das Wasser nicht TDS-arm, entfernt kein Nitrat und schützt eine Umkehrosmose nicht vor Kieselsäure oder Bor. Er schützt sie jedoch vor Verkalkung durch Calciumcarbonat und Calciumsulfat, weshalb die Enthärtung die erreichbare Rückgewinnungsrate erhöht. Auf der Natriumseite enthält Wasser, das aus 300 mg/L Härte enthärtet wurde, rund 138 mg/L mehr Natrium, was für natriumarme Ernährung und für Bewässerung relevant ist.

Ein TDS-Messgerät übersieht alles Ungeladene oder schlecht Leitfähige und alles in niedriger Konzentration: Bakterien, Viren, Chlor, Pestizide und die Identität der Ionen. Eine Härteprüfung übersieht Natrium, Kalium, Nitrat, Fluorid, Arsen und Blei. Keine der beiden Prüfungen erkennt ein Problem ohne elektrische oder titrimetrische Signatur.

Beide verdecken zudem den Unterschied zwischen sicherem und unsicherem Wasser. Coliforme mit 1 CFU/100 mL, Nitrat mit 50 mg/L und Arsen mit 0.01 mg/L verändern die Auslegung weit stärker als ein TDS-Wert von 400 oder 450 mg/L, doch keiner davon bewegt ein TDS-Messgerät. Screening ist keine Analyse, und eine aus zwei Handmessungen abgeleitete Aufbereitungskette ist eine Schätzung.

Für TDS verwenden Sie ein Messgerät mit Temperaturkompensation auf 25 °C und dokumentieren Sie den Umrechnungsfaktor; zwei Geräte mit 0.5 und 0.7 weichen bei demselben Wasser um 40 % voneinander ab. Für die Härte verwenden Sie ein Tropfenzähl-Titrierset oder ein Photometer; die Titration liefert die Gesamthärte als CaCO₃ direkt und ist auf etwa 5 mg/L genau. Messen Sie am Rohwasserhahn, nach dem Enthärter und am Verbrauchsort, denn die Härte kann dazwischen ansteigen, wenn das Harz erschöpft ist oder ein Bypass offen steht.

Nein, und das ist der häufigste Fehler vor Ort. Weil die Enthärtung Calcium durch Natrium austauscht, ist die Leitfähigkeitsänderung gering: Die Entfernung von 200 mg/L Härte als CaCO₃ entzieht etwa 80 mg/L Calcium und fügt etwa 92 mg/L Natrium hinzu, sodass sich der TDS um rund 12 mg/L ändert, weit innerhalb der Messgerätetoleranz und der Temperaturdrift. Ein Enthärter mit völlig erschöpftem Harz kann noch einen normalen TDS anzeigen.

Prüfen Sie stattdessen mit einer Härtetitration. Eine Auslaufhärte unter 17 mg/L als CaCO₃ bestätigt den Austausch; ein über mehrere Tage steigender Auslaufwert kündigt die Erschöpfung an und zeigt, wann regeneriert werden muss. TDS ist das richtige Werkzeug für die Auslegung einer Umkehrosmose und das falsche für den Nachweis, dass ein Enthärter arbeitet.