Deionisiertes Wasser oder DI-Wasser wird manchmal auch als demineralisiertes Wasser oder DM-Wasser bezeichnet. Es handelt sich um Wasser, aus dem (die meisten) Ionen entfernt wurden. Ionen sind Atome oder Moleküle, die entweder mehr Elektronen als Protonen haben, was ein negatives Ion (ein Anion) ergibt, oder weniger Elektronen als Protonen, was ein positives Ion (ein Kation) erzeugt.
Normales Leitungswasser ist voll von Ionen, die aus der natürlichen Umgebung, den Rohren und anderen Quellen stammen. Typischerweise können dies Natrium (Na), Calcium (Ca), Eisen (Fe) und Kupfer (Cu) sein. Der Deionisierungsprozess entfernt diese Mineralionen und ist ein wichtiger Aspekt der Wasseraufbereitung für verschiedene Anwendungen.
Deionisiertes Wasser ist nicht dasselbe wie destilliertes Wasser, obwohl beide Formen von gereinigtem Wasser sind. Während der Deionisierungsprozess hochreines Wasser durch die Entfernung von Mineralionen erzeugt, werden ungeladene organische Moleküle nicht signifikant entfernt. Der Destillationsprozess hingegen bringt Wasser zum Kochen und kondensiert anschließend den Dampf, wodurch sowohl feste mineralische als auch organische Verunreinigungen zurückbleiben.
Verwendungszwecke von deionisiertem Wasser
Deionisiertes Wasser wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, die Wasser von hoher Reinheit erfordern. Hier sind einige Beispiele:
Chemie und Laboranwendungen
In der Chemie und für Laboranwendungen wird oft Wasser mit bekannter Reinheit benötigt. Genaue Testergebnisse können nur erzielt werden, wenn die Reinheit des in Experimenten verwendeten Wassers zuverlässig bekannt ist. Ausreichend reines Wasser wird auch für die Reinigung von Laborgeräten und zur Sterilisation benötigt.
Die Wasserreinheitsstufen werden von Typ I bis Typ IV klassifiziert, wobei Typ I als "ultrarein" definiert ist. Die Wasserreinheit wird anhand verschiedener Merkmale bewertet, einschließlich:
- Resistivität
- Leitfähigkeit
- TOC (gesamte organische Verbindungen) für Wasser vom Typ I.
- Industrielle Prozesse
Verschiedene Industriezweige nutzen in großem Umfang reines, deionisiertes Wasser. Dazu gehören die chemische Verarbeitung, Petrochemie, Pharmazeutika, Energieerzeugung sowie die Lebensmittel- und Getränkeindustrie neben der Mikroelektronik.
Kühlungsanwendungen
Normales Leitungswasser enthält unterschiedliche Mengen an gelösten Verunreinigungen, einschließlich Mineralien. Diese tragen zur elektrischen Leitfähigkeit des Wassers bei, was es für viele Kühlungsanwendungen ungeeignet macht. Diese gelösten Mineralien tragen auch zur Bildung von Kesselstein, Korrosion und Erosion bei. Deionisiertes Wasser wird daher für diese Anwendungen bevorzugt, da es eine viel geringere elektrische Leitfähigkeit aufweist und nicht zur unerwünschten Kesselsteinbildung führt.
Das Design von Kühlsystemen erfordert besondere Überlegungen, um Ausfallzeiten zu minimieren oder zu vermeiden. Solche Systeme erfordern eine enge Kontrolle und kontinuierliche Überwachung der Leitfähigkeit des deionisierten Kühlwassers, um sicherzustellen, dass die erforderlichen Temperaturen aufrechterhalten werden.
Kesselspeisewasser
Kesselspeisewasser ist das Wasser, das in den Dampfkessel gepumpt wird, wo es in Dampf umgewandelt wird. Wenn dieses Wasser signifikante gelöste Mineralien enthält, kommt es zur Kesselsteinbildung im Dampfkessel.
Die Qualität des Kesselspeisewassers ist eindeutig wichtig, da sie die Kesselleistung, die Kesselsteinbildung und die Korrosion beeinflusst. Deionisiertes Wasser wird typischerweise verwendet, da es dazu beiträgt, diese Probleme zu minimieren und die Lebensdauer des Kessels zu verlängern.
Feuerlöschung
Die geringe elektrische Leitfähigkeit von deionisiertem Wasser macht es sicherer für den Einsatz bei der Brandbekämpfung von elektrischen Geräten.
Aquarien
Normales Leitungswasser ist für die meisten Aquarien nicht ideal, da die Verunreinigungen das Algenwachstum fördern. Deionisiertes Wasser wird oft wegen seiner Reinheit bevorzugt, die die allgemeine Gesundheit des Aquarienlebens verbessert.
Automobilindustrie
Deionisiertes Wasser wird häufig in Motorkühlsystemen eingesetzt, da der geringe Mineraliengehalt zu minimaler Kesselsteinbildung führt und somit die Lebensdauer des Systems verlängert. Es wird auch oft zum Auffüllen von Blei-Säure-Batterien verwendet. Außerdem wird es zum Waschen und Spülen von Oberflächen vor der Lackierung verwendet, um die Haftung zu verbessern und eine bessere Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen.
Herstellung von deionisiertem Wasser
Der Prozess der Deionisierung tauscht alle geladenen Ionen, sowohl positive (Kationen) als auch negative (Anionen), gegen Wasserstoff- und Hydroxylionen aus, die sich zu reinem H2O verbinden. Je nach Qualität der Wasserquelle und den erforderlichen Reinheitsgraden kommen verschiedene Techniken und Technologien zum Einsatz.
Elektrodeionisation
Die Elektrodeionisation (EDI) beinhaltet den Einsatz von Elektrizität. Ionenaustausch-Membranen und Deionisierungsharze werden in diesem Prozess verwendet.
Wasser wird zwischen einer positiven Anode und einer negativen Kathode geleitet. Spezielle ionenselektive Membranen werden verwendet, um positiv geladene Ionen, die von der negativ geladenen Kathode angezogen werden, und negativ geladene Ionen, die zur positiven Anode hingezogen werden, zu trennen. Die kapazitive Deionisation (CDI) ist eine Form der EDI.
Einige EDI-Systeme werden als kontinuierliche Elektrodeionisationssysteme (CEDI) bezeichnet, da der elektrische Strom für die kontinuierliche Regeneration der erforderlichen Harzmasse verantwortlich ist.
Deionisation mit Umkehrosmose
Die Deionisation wird oft nach der Umkehrosmose (RO) des Wassers eingesetzt. Die Umkehrosmose kann bis zu ca. 99,9 % der Verunreinigungen entfernen. Es verbleiben nur die kleinsten Partikel, die über die Deionisierungsmembranen und -harze gefiltert werden müssen. Dieser Prozess führt zu hochreinem Wasser.
Herstellung von DI-Wasser zu Hause
Deionisationssysteme für den Heimgebrauch sind leicht erhältlich. Einige sind für spezifische Anwendungen wie die Reinigung (z.B. Automobile) oder für Aquarien konzipiert. Die einfachsten dieser Systeme verwenden typischerweise zwei mit den positiv und negativ geladenen Harzen gefüllte Kammern, die für den Deionisierungsprozess verantwortlich sind. Das Ausgangswasser enthält viel geringere Mengen an gelösten Mineralien, die andernfalls bei der Reinigung eines Autos zu sichtbaren Flecken führen können.
Veolia Deionisierer
Die Rapide Strata-Reihe der industriellen Deionisierer von Veolia Water Technologies sind Hochreinwasser-Systeme, die Durchflussraten von 2,5 bis zu einem enormen 60 Kubikmeter pro Stunde bieten. Die Regenerationsausfallzeit wird auf nur 30 bis 45 Minuten minimiert. Regeneration ist der Prozess, bei dem die Anionen- und Kationenharze regeneriert werden. Die Leitfähigkeit des gereinigten Wassers wird kontinuierlich überwacht und beinhaltet eine automatische Serviceabschaltung und Alarmmeldung. Typische Anwendungen sind die allgemeine Industrie, die pharmazeutische Industrie, die Lebensmittel- und Getränkeindustrie und mehr.
Ein weiteres Deionisationssystem von Veolia ist das CEDI-System (kontinuierliche Elektrodeionisation), das einen kontinuierlichen Fluss von konsistenter Wasserqualität erzeugt und keine Chemikalien verwendet. Es sind Durchflussraten von 1,8 bis ca. 40 Kubikmeter pro Stunde erzielbar. Um sicherzustellen, dass das CEDI-System nicht mit Salzen überlastet wird, werden immer Umkehrosmose- oder Deionisationsanlagen in einer vorgelagerten Stufe eingesetzt.
Bezugsquellen für deionisiertes Wasser
Es gibt viele Verkaufsstellen, die deionisiertes Wasser für verschiedene Anwendungen anbieten. Es wird oft zum Auffüllen von Bügelstationen verwendet, da es minimale Kesselsteinbildung hinterlässt, und ist auch für verschiedene Automobilanwendungen beliebt. Daher finden Sie deionisiertes Wasser oft in den Regalen von Baumärkten und Anbietern von Automobilzubehör. Es ist auch bei verschiedenen bekannten Online-Händlern leicht erhältlich.
Ist es sicher, deionisiertes Wasser zu trinken?
Viele Menschen fragen sich: Ist es sicher, deionisiertes Wasser zu trinken? Obwohl deionisiertes Wasser nicht giftig ist, gibt es Gründe, warum Sie nur geringe Mengen an DI-Wasser konsumieren und DI-Wasser niemals als Ihre Haupttrinkwasserquelle verwenden sollten.
Normales Leitungswasser enthält viele Mineralien, die tatsächlich gut für unsere Gesundheit sind. Der Deionisierungsprozess entfernt die meisten davon, wie z.B. Calcium und Magnesium, die wünschenswerte Mineralien in unserer Ernährung sind. Und wenn Sie DI-Wasser zum Kochen verwenden, führt dies natürlich zu einem Mineralverlust in den gekochten Lebensmitteln, was nicht gut ist. Es ist auch zu beachten, dass die Deionisierung von nicht trinkbarem Wasser es nicht trinkbar macht.
