TDS, Härte und Eisen: Ein Leitfaden zur Wasserqualität

Das Verhalten wird davon bestimmt, welche Ionen das TDS tragen, nicht von der Summe. Natrium und Chlorid sind einwertig, bleiben gelöst und erhöhen die Leitfähigkeit, ohne zu verkalken. Calcium und Magnesium sind zweiwertig, fallen oberhalb von etwa 60 °C als Carbonat aus und verbrauchen Seife. Sulfat eröffnet einen Verkalkungspfad als Calciumsulfat oberhalb von etwa 1,800 mg/L bei 25 °C. Silica polymerisiert oberhalb von 100–150 mg/L und lässt sich nur schwer entfernen, wenn es einmal auf einer Membran eingebrannt ist.

Temperatur und pH entscheiden über das Ergebnis. Wasser mit 500 mg/L TDS als Calciumhydrogencarbonat kann bei 20 °C stabil sein und bei 70 °C Kesselstein abscheiden, weil die Löslichkeit von Calciumcarbonat mit steigender Temperatur sinkt. Die gleiche Konzentration als Natriumchlorid bleibt bei jeder häuslichen Temperatur klar. Deshalb braucht die Entscheidung für einen Enthärter Härte, Alkalität und pH – nicht nur ein TDS-Messgerät.

Die Enthärtung ist durch die Kombination aus Härte, Temperatur und nachgeschalteten Anlagen gerechtfertigt. Unter 60 mg/L als CaCO₃ laufen die meisten gewerblichen Systeme ohne Verkalkung. Zwischen 60 und 120 mg/L bildet sich oberhalb von 60 °C langsam Kesselstein, und die Entscheidung hängt vom Erhitzer, vom Dampferzeuger und vom Rückgewinnungsziel der Umkehrosmose ab. Oberhalb von 120 mg/L ist die Enthärtung der Standard für jedes System, das Wasser erhitzt oder eine Umkehrosmose mit mehr als 65% Rückgewinnung betreibt.

Eisen über 0.3 mg/L verfärbt Sanitärkeramik und Wäsche, und Mangan über 0.05 mg/L hinterlässt schwarze Ablagerungen. Beides sind ästhetische Schwellenwerte der Weltgesundheitsorganisation (WHO), und beides ist der Punkt, an dem eine Umkehrosmosemembran zu foulen beginnt, weil Eisenoxid den Feed-Abstandshalter verstopft und durch normales Reinigen nicht entfernt wird. Gelöstes zweiwertiges Eisen passiert einen 0.45-µm-Filter und wirkt klar; oxidiertes dreiwertiges Eisen wird am Filter zurückgehalten und wirkt orange.

Eine Laboranalyse kostet weit weniger als ein falsches Skid. Nehmen Sie die Probe nach dem Druckbehälter und vor jeder Behandlung und vermerken Sie, ob die Eisen- und Manganproben im Feld filtriert wurden, denn filtrierte und unfiltrierte Ergebnisse beschreiben unterschiedliche Fraktionen desselben Metalls. Ein einzelner Messwert genügt bei einem Brunnen nicht: Testen Sie erneut nach starkem Regen und am Ende der Trockenzeit.

Die Reihenfolge ergibt sich daraus, was jeder Schritt verträgt. Oxidation und Filtration stehen zuerst, weil Eisen und Mangan alle nachgeschalteten Oberflächen belegen, einschließlich Enthärterharz und Umkehrosmosemembranen. Danach folgt die Enthärtung, weil sie Erhitzer schützt und eine höhere RO-Rückgewinnung erlaubt. Anschließend kommt die Umkehrosmose, und Aktivkohle plus UV polieren das Permeat.

Umkehrosmose ist gerechtfertigt, wenn das TDS den Geschmack, eine Prozessgrenze oder einen gesetzlichen Grenzwert bestimmt – nicht schon, weil der Wert hoch ist. Beim Trinkwasser nehmen viele Menschen oberhalb von 600 mg/L eine mineralische oder salzige Note wahr und lehnen das Wasser oberhalb von 1,000 mg/L ab. Bei Prozesswasser kommt die Grenze von der Anlage: Kesselspeisewasser, Luftbefeuchter, Eisbereiter und Getränkerezepturen setzen jeweils ihre eigene Zahl.

Eine einstufige Umkehrosmose entfernt 95–99% der gelösten Salze und liefert aus einem Zulauf von 300 µS/cm bei 25 °C ein Permeat von 10 µS/cm oder weniger. Unter 600 mg/L lösen Aktivkohlefiltration und UV Geschmacks- und Sicherheitsprobleme meist kostengünstiger und ohne Konzentratstrom. Zwischen 600 und 1,000 mg/L ist das Verschneiden von Permeat mit Rohwasser oft der günstigste Weg zu einem Geschmacksziel.

Die Konzentratentsorgung gehört zur selben Entscheidung. Eine kleine Umkehrosmose mit 50% Rückgewinnung verdoppelt die ins Abwasser eingeleitete Salzfracht, und wo die Einleitung gemessen wird oder Kanalvorschriften das TDS begrenzen, verändert dieser Kostenfaktor den Vergleich. Wo das Gebäude auch weiches Wasser benötigt, kann ein Enthärter das Verkalkungsproblem mit geringerem Investitionsaufwand lösen und das TDS unverändert lassen. Die beiden Geräte sind nicht austauschbar, und eines zu kaufen, um das Problem des anderen zu lösen, führt zu Anlagen, die das Datenblatt, aber nicht die Anforderung erfüllen.

Keine einzelne Kartusche leistet alle drei. Ein Sedimentfilter entfernt Partikel bis zu seiner Nennweite, typischerweise 5–100 µm, und lässt gelöste Salze, Härte und gelöstes Eisen passieren. Ein Enthärter entfernt Härte durch Ionenaustausch und lässt das TDS nahezu unverändert; Natrium steigt um etwa 46 mg/L je 100 mg/L entfernter Härte. Aktivkohle entfernt Chlor, Geschmack und einige organische Stoffe, aber keine Salze und keine Härte.

Die Umkehrosmose hält alle drei gelösten Gruppen zu 95–99% zurück, setzt aber voraus, dass Eisen vorher entfernt wird, weil Eisenoxid die Membran belegt und durch Reinigung nicht zurückgewonnen wird. Die praktische Reihenfolge ist Oxidation und Filtration für Eisen, Enthärtung für Härte, dann Umkehrosmose für den Salzgehalt, mit Aktivkohle und UV als Polierschritten. Ein Anbieter, der ein einziges Gefäß für alle drei vorschlägt, beschreibt eine Kartusche, keine Behandlungsreihe.