Reinstwasser
Reinstwasser
Synonym(e)
Wasser Typ I
Englischer Begriff
ultra pure water
Definition
Reinstwasser ist ein Wasser, dessen Reinheit über den Reinheitsgrad von destilliertem und von entionisiertem Wasser hinausgeht, nach DIN ISO 3696 als Wasser Typ I bezeichnet (Wasserqualitäten im Labor).
Beschreibung
In Abhängigkeit von der Herkunft enthält Wasser als Fremdbestandteile unterschiedliche Mengen an Salzen (Mineralstoffen), organischen Verbindungen, Viren, Bakterien und sog. Schwebestoffen, die bei der Herstellung von Reinstwasser entfernt werden müssen. Die Reinheitsforderungen sind in Normen und Richtlinien festgelegt (Wasserqualitäten im Labor).
Für die Herstellung von Reinstwasser existieren verschiedene Techniken, die je nach Anforderung einzeln oder kombiniert angewendet werden. Von der Industrie werden zahlreiche Geräte angeboten, die die Herstellung von gereinigtem Wasser im Labor ermöglichen.
Techniken zur Wasserreinigung:
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Destillation: Verdampfung und anschließende Kondensation des Dampfes. Das Verfahren ist energie- und zeitintensiv, flüchtige und verschiedene organische und anorganische Verbindungen gehen in das Destillat über.
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Demineralisierung (Ionenaustausch): Entfernung von Salzen durch Kationen- und Anionenaustauscher, die entweder nacheinander (Mehrbettanlage) oder gemischt (Mischbettanlage) angewendet werden. Bei der Vollentsalzung werden sämtliche Ionen gegen Wasserstoff- und Hydroxylionen ausgetauscht. Organische Stoffe und Bakterien werden nicht entfernt.
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Membrantrenntechnik: Das Wasser wird mithilfe eines Druckgefälles durch eine Membran (Flach- oder Hohlfasermembran) gepresst. In Abhängigkeit von Membranstruktur, Porengröße, Anzahl und Verteilung der Poren auf der Oberfläche sowie vom Arbeitsdruck unterscheidet man Mikro-, Nano- und Ultrafiltration (auch Molekularsiebfiltration). Dabei handelt es sich um eine mechanische Stofftrennung, wobei bei der Mikrofiltration Partikel ab einer Größe von 0,1 μm und bei der Ultrafiltration ≤0,01 μm zurückgehalten werden.
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Umkehrosmose (Reversosmose, Hyperfiltration): Die Umkehrosmose ist eine spezielle Form der Membrantrenntechnik, bei der Wasser mit hohem Druck durch eine semipermeable Membran gepresst und damit der Vorgang der natürlichen Osmose umgekehrt wird. Bei der Umkehrosmose wird auf der Seite der konzentrierten Lösung ein Druck angelegt, der größer als der osmotische Druck ist. Die Wassermoleküle der konzentrierten Lösung treten entgegen ihrem osmotischen Bestreben durch die Membran hindurch, während die Salze und Partikel bis zu einer Größe von ≥0,001 μm zurückgehalten werden, sodass auf der einen Seite der Membran eine Aufkonzentrierung stattfindet und auf der anderen Seite reinstes Wasser entsteht.
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Elektrodeionisation: Es handelt sich um ein spezielles Verfahren der Membrantrenntechnik, bei dem Diffusion, ionensensitive semipermeable Membranen, Ionenaustauscherharz und ein Gleichspannungsfeld kombiniert sind. Mit entsprechenden Anlagen ist Wasser höchster Reinheit zu gewinnen.
Literatur
Bendlin H, Essmann M (2004) Reinstwasser. Maas & Peither GMP-Verlag, Schopfheim
Devaux C et al (2011) Reinstwasser für die Chromatographie. GIT-Labor 55:33–35
Drechsel T (2002) Herstellung von Wasser mit höchstem Reinheitsgrad. Projektarbeit, Fachschule für Technik Dresden, BSZ für Metalltechnik