Chlordioxid und Wassermacher: Auswirkungen auf die Membranen?

Boote, die auf langen Reisen autark bleiben wollen, nutzen oft Wassermacher mit Umkehrosmose (RO), um aus Meerwasser trinkbares Wasser zu gewinnen. Während das direkt nach der RO-Membran gewonnene Wasser zunächst weitgehend keimfrei ist, kann es im weiteren Verlauf des Bordwassersystems zu einer Vermehrung von Bakterien und Biofilmen kommen. In Tanks, Leitungen und Entnahmestellen können sich Mikroorganismen ansiedeln und vermehren, insbesondere wenn das Wasser längere Zeit steht oder organische Rückstände vorhanden sind. Dies kann nicht nur die Wasserqualität beeinträchtigen, sondern auch zu unangenehmen Gerüchen und gesundheitlichen Risiken führen.

Eine Desinfektion des Wassersystems ist daher sinnvoll, um die Keimlast gering zu halten und Biofilme zu verhindern. Da Chlor (Cl₂) bekanntlich RO-Membranen zerstört, wird es auf Yachten konsequent vermieden. Chlordioxid (ClO₂) hingegen wird als mögliche Alternative diskutiert. Studien zeigen, dass ClO₂ bei niedrigen Konzentrationen von unter 1 mg/l keinen nachweisbaren negativen Einfluss auf RO-Membranen hat. Daher wird für den Einsatz im Trinkwassersystem eine Dosierung zwischen 0,2 und 0,4 mg/l empfohlen, um eine effektive Desinfektion sicherzustellen, ohne die Membranen zu schädigen. Die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) sieht für ClO₂ einen Grenzwert von 0,2 mg/l im abgegebenen Trinkwasser vor, was zeigt, dass diese Konzentrationen als gesundheitlich unbedenklich gelten.

Besonders relevant wird das Thema, wenn Chlordioxid zum Trinkwasser zugegeben wird, nachdem das Wasser entsalzt und die Tanks gefüllt wurden. Wenn nach der nächsten Wasser-Produktion das Wasser dann zum Rückspülen verwendet wird, besteht potentiell die Gefahr, dass Chlordioxid zu den Membranen gelangt. Generell lässt sich zwar Chlordioxid durch einen Aktivkohlefilter vor den Membranen effektiv entfernen, allerdings kann der Mechanismus durch einem zu späten Austausch der Filter bzw. Verwendung zu hoher Konzentrationen gestört werden.

Wie viel Chlordioxid gelangt überhaupt zur Membrane des Wassermachers?

Diese Frage ist nicht pauschal zu beantworten, da es von vielen Faktoren abhängt. Es gibt allerdings mehrere Faktoren, die den Chlordioxid-Gehalt senken, bevor es zu den Membranen gelangt:

• Chlordioxid-Zugabe wird nur in geringen Dosen (< 0,4 mg/l) empfohlen.
• Chlordioxid zersetzt sich durch die Oxidation, wodurch je nach Verschmutzungsgrad die Konzentration sinkt.
• Ein Aktivkohlefilter, der standardmäßig vor der Membrane verbaut sein sollte, gilt als sicheres Mittel um Chlordioxid zurückzuhalten, solange er regelmäßig erneuert wird.
• Chlordioxid zerfällt über die Zeit selbstständig.
• Gewöhnlich wird der Tank vor dem Rückspülen frisch befüllt und solange kein weiteres Chlordioxid zugegeben wurde, verdünnt sich die Restkonzentration stark.
• Chlordioxid schädigt die Membranen in geringen Dosen nicht.

Warum ist Chlordioxid keine Gefahr für RO-Membranen?

Wirkung von Chlor (Cl₂):

• Chlor ist ein starkes Oxidationsmittel, das die Polyamidstruktur von RO-Membranen irreversibel schädigt.
• Bereits niedrige Konzentrationen führen zu einer chemischen Veränderung („Chlorierung“) der Membran, was die Salzrückhaltung verschlechtert und die Wasserqualität beeinträchtigt.
• Aufgrund dieser schädlichen Wirkung wird Chlor in Wassermachern strikt vermieden.

Wirkung von Chlordioxid (ClO₂):

• ClO₂ ist ebenfalls ein starkes Desinfektionsmittel, reagiert aber deutlich schonender mit RO-Membranen als Chlor.
• In niedrigen Konzentrationen (<1 mg/l) zeigt ClO₂ keine signifikante Schädigung der Membran.
• ClO₂ oxidiert Verunreinigungen und Mikroorganismen, ohne die chemische Struktur der Membran zu verändern.
• Studien zeigen, dass ClO₂ keine messbare Chlorierung verursacht, wodurch die Membran intakt bleibt.
• Falls geringe Mengen ClO₂ durch den Aktivkohlefilter nicht vollständig entfernt werden und in die RO-Membran gelangen, gibt es laut Forschung keine Hinweise auf eine Beeinträchtigung.
• Erst bei sehr hohen Konzentrationen (>5-10 mg/l) oder hohem pH-Wert (>8,5) können strukturelle Veränderungen auftreten.

Was passiert bei hohen Chlordioxid-Konzentrationen?

Obwohl ClO₂ in niedrigen Konzentrationen sicher ist, kann eine hohe Dosierung (>5-10 mg/l) die RO-Membran schädigen. Folgende Effekte wurden in Studien beobachtet:

• Oxidative Degradation: Hohe Konzentrationen von ClO₂ können die Polyamidstruktur der Membran angreifen, wodurch sie spröde wird und Risse entstehen können.
• Reduzierte Salzrückhaltung: Die Membran verliert ihre Fähigkeit, Salze effizient zurückzuhalten, was zu einer Verschlechterung der Wasserqualität führt.
• Erhöhte Permeabilität: Eine geschädigte Membran lässt mehr Wasser durch, aber auch mehr gelöste Stoffe, was ihre Filterfunktion beeinträchtigt.
• Langfristige Materialermüdung: Eine wiederholte Exposition gegenüber hohen ClO₂-Konzentrationen kann zu einer allmählichen Verschlechterung der Membranleistung führen, selbst wenn keine sofort sichtbaren Schäden auftreten.

Um diese Effekte zu vermeiden, sollte ClO₂ nur in niedrigen Konzentrationen eingesetzt und durch einen Aktivkohlefilter vor der RO-Membran entfernt werden.

Chlordioxid im Trinkwasser – Auswirkungen auf den Wassermacher

• ClO₂ wird in Trinkwassertanks zur Desinfektion eingesetzt, um Bakterienwachstum und Biofilmbildung zu vermeiden.
• Die übliche Dosierung im Trinkwassersystem liegt zwischen 0,2 und 0,4 mg/l, was weit unter der 1 mg/l-Grenze liegt, die in Studien als unkritisch für RO-Membranen beschrieben wird.
• Ein Aktivkohlefilter vor der RO-Membran sorgt dafür, dass ClO₂-Reste entfernt werden, bevor das Wasser die Membran erreicht.
• Falls dennoch Spuren von ClO₂ durch den Filter gelangen, zeigen Untersuchungen, dass dies keine Schädigung der Membran verursacht.
• Chlor hingegen muss unter allen Umständen vermieden werden, da es die Membran irreparabel zerstört.

Chlordioxid zur Durchflusssteigerung und Desinfektion

Zusätzlich zur sicheren Desinfektion des Trinkwassersystems kann Chlordioxid (ClO₂) bei genauer Dosierung auch dabei helfen, den Durchfluss von RO-Membranen zu erhöhen. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Zugabe von ClO₂ in Konzentrationen von unter 1 mg/l den Durchfluss um bis zu 5% steigern kann, indem es Oxidationen und Ablagerungen an der Membranoberfläche reduziert. Dies führt zu einer verbesserten Permeabilität und einer effizienteren Wassergewinnung. Darüber hinaus hat ClO₂ starke desinfizierende Eigenschaften, die es ermöglichen, Mikroorganismen und Biofilme abzutöten und somit die Wasserqualität und -hygiene nachhaltig zu verbessern. Obwohl die Ergebnisse der Studie vielversprechend sind, sollten sie mit großer Vorsicht behandelt werden. ClO₂ sollte niemals von Laien direkt auf RO-Membranen angewendet werden. Die richtige Dosierung und Handhabung erfordert Fachkenntnisse und kann bei unsachgemäßer Anwendung zu schwerwiegenden Schäden an der Membran und einer erheblichen Beeinträchtigung der Wasserqualität führen. Es wird dringend empfohlen, sich bei der Anwendung von ClO₂ an Fachleute zu wenden und die genauen Dosierungsvorgaben und Sicherheitsrichtlinien zu beachten.

Warum Chlordioxid für Wasser aus Wassermachern verwenden, wenn es doch keimfrei ist?

Auch wenn das Wasser direkt nach der Umkehrosmose (RO) weitgehend keimfrei ist, können sich im Bordwassersystem von Segelyachten über die Zeit Bakterien und Biofilme bilden. In Tanks, Leitungen und Entnahmestellen können sich Mikroorganismen ansiedeln und vermehren, besonders wenn das Wasser länger steht oder organische Rückstände vorhanden sind. Keime können auch über die Belüftung in die Tanks gelangen und sich dort vermehren. Chlordioxid (ClO₂) bietet hier eine zusätzliche Sicherheitsebene, indem es effektiv Mikroorganismen abtötet und Biofilmbildung verhindert. Diese Desinfektionsmaßnahme ist entscheidend, um die Wasserqualität zu erhalten, unangenehme Gerüche zu vermeiden und gesundheitliche Risiken zu minimieren, selbst wenn das Wasser ursprünglich keimfrei war. Daher ist die regelmäßige Grundreinigung des Wassersystems mit ClO₂ in Konzentrationen größer als 10 mg/l essentiell. Dabei muss unbedingt darauf geachtet werden, dass die Membranen während der Reinigung ausgeklammert werden, um Schäden zu vermeiden. Eine anschließende Zugabe von Chlordioxid <0,4 mg/l zum Trinkwasser verhindert die neue Bildung von Biofilmen und hält das Wasser länger frisch.

Fazit

Während Chlor in Wassermachern strikt vermieden wird, kann ClO₂ in niedrigen Konzentrationen sicher genutzt werden. Es bietet eine wirksame Biofouling-Kontrolle, ohne die Membran zu beschädigen. Studien belegen, dass ClO₂ bei <0,4 mg/l keine negativen Auswirkungen hat und durch den Einsatz eines Aktivkohlefilters vor der RO-Membran fast vollständig entfernt wird. Sollte dennoch eine geringe Menge in die Membran gelangen, ist laut Forschung keine Schädigung zu erwarten. Die Kombination aus ClO₂-Desinfektion im Trinkwassertank und einem Aktivkohlefilter sichert eine hohe Wasserqualität auf langen Törns und minimiert das Risiko von Biofouling im Wassersystem. Hohe Konzentrationen von ClO₂ sollten jedoch vermieden werden, da sie langfristig zu Schäden an der Membran führen können.