Reinstwasser ist die höchste Qualitätsstufe von Wasser, das nahezu frei von Verunreinigungen ist. Es wird in hochsensiblen Prozessen der Halbleiterindustrie, der Pharmazeutik, in Laboratorien und der Energieerzeugung eingesetzt. Die Herstellung und Handhabung von Reinstwasser erfordert modernste Technologien und ein tiefes Verständnis der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Wasser. Dieser Artikel bietet eine umfassende Betrachtung der Definition, Herstellung, Anwendungen und Herausforderungen im Umgang mit Reinstwasser.
Inhaltsverzeichnis
Definition und Qualitätsmerkmale von Reinstwasser
Was ist Reinstwasser?
Reinstwasser (engl. “ultrapure water”) ist Wasser, das durch mehrstufige Reinigungsverfahren von nahezu allen Verunreinigungen wie gelösten Salzen, organischen Substanzen, Partikeln, Mikroorganismen und Gasen befreit wurde. Es weist extrem niedrige Leitfähigkeitswerte und eine hohe chemische Reinheit auf.
Qualitätsparameter von Reinstwasser
Leitfähigkeit: < 0,1 µS/cm (oft bis zu 0,055 µS/cm bei 25 °C).
Widerstandsfähigkeit: > 18,2 MΩ·cm.
TOC (Total Organic Carbon): < 1 ppb (parts per billion).
Partikelkonzentration: < 10 Partikel/ml (abhängig von der Größenkategorie).
Bakterienkonzentration: < 1 KBE (Kolonienbildende Einheit) pro 100 ml.
Gelöste Gase: Konzentration von Sauerstoff und Kohlendioxid im unteren ppb-Bereich.
Herstellung von Reinstwasser
1. Vorbehandlung des Rohwassers
Die Vorbehandlung ist der erste Schritt zur Entfernung grober Verunreinigungen und umfasst:
Sand- und Aktivkohlefilter: Entfernung von Schwebstoffen, Chlor und organischen Verbindungen.
Enthärtung: Reduktion der Wasserhärte zur Vermeidung von Scaling in nachfolgenden Prozessen.
Fällung: Beseitigung von Schwermetallen und kolloidalen Partikeln.
Foto: Unsere Doppel-Filtrationsanlage mit Sand und Aktivkohle
2. Umkehrosmose (RO)
Die Umkehrosmose entfernt bis zu 99 % der gelösten Salze und organischen Substanzen. Sie dient als zentrale Vorstufe in der Reinstwasseraufbereitung und reduziert die Belastung nachgeschalteter Systeme erheblich.
3. Elektrodeionisation (EDI)
EDI kombiniert Ionenaustausch und elektrische Felder, um Ionen kontinuierlich zu entfernen. Diese Technologie ist besonders effizient und reduziert den Bedarf an Chemikalien für die Harzregeneration.
Foto: Unsere Reinstwasseranlage mit Enthärtung, Umkehrosmose und EDI, für kleine Wasserströme
4. Ultrafiltration und Mikrofiltration
Membrantechnologien entfernen Partikel, Kolloide und Mikroorganismen. Ultrafiltration wird oft als Endstufe eingesetzt, um die Partikelkonzentration zu minimieren.
5. Polishing durch Ionenaustausch und Aktivkohle
Letzte Spuren von Ionen und organischen Verbindungen werden durch spezialisierte Harze und Aktivkohle entfernt. Dies ist ein kritischer Schritt zur Erreichung von Reinstwasserqualität.
6. UV-Bestrahlung und Ozonisierung
Diese Verfahren reduzieren den TOC-Gehalt durch Oxidation organischer Substanzen und desinfizieren das Wasser gleichzeitig.
Foto: Unsere selektive Ionenaustauscheranlage mit Regenerationssystem
Anwendungen von Reinstwasser
1. Halbleiter- und Elektronikindustrie
Reinstwasser ist für die Reinigung von Wafern und die Herstellung von Mikrochips unverzichtbar. Bereits kleinste Verunreinigungen können zu Produktionsfehlern führen.
2. Pharmazeutische Industrie
Wasser für Injektionszwecke (WFI): Reinstwasser wird zur Herstellung steriler Lösungen und zur Reinigung von Anlagen verwendet.
Herstellung von Medikamenten: Reinstwasser dient als Lösungsmittel und Reaktionsmedium.
3. Kraftwerke und Energieerzeugung
Kesselspeisewasser: Reinstwasser minimiert Korrosion und Ablagerungen in Dampfkesseln, wodurch die Effizienz gesteigert wird.
Kühlsysteme: In geschlossenen Kühlsystemen wird Reinstwasser eingesetzt, um chemische Reaktionen und Scaling zu vermeiden.
4. Lebensmittel- und Getränkeindustrie
Reinstwasser wird zur Herstellung von Produkten wie Babynahrung, getrockneten Lebensmitteln und Getränken eingesetzt. Es garantiert eine gleichbleibende Qualität und Reinheit.
5. Labore und Forschungseinrichtungen
In analytischen Labors wird Reinstwasser für chemische und biologische Tests verwendet, da es keine Störeinflüsse auf die Ergebnisse hat.
Foto: Unsere Umkehrosmoseanlage für große Wasserströme
Herausforderungen in der Praxis
1. Korrosion durch Reinstwasser
Reinstwasser hat eine hohe Lösungsfähigkeit und kann Metalle angreifen. Anlagen, die mit Reinstwasser in Kontakt kommen, müssen daher aus korrosionsbeständigen Materialien wie Edelstahl oder Kunststoffen bestehen.
2. Hohe Betriebskosten
Die Herstellung und Aufrechterhaltung von Reinstwasserqualität erfordert energieintensive Prozesse und kontinuierliche Wartung. Die Auswahl effizienter Technologien kann die Betriebskosten jedoch erheblich senken.
3. Biofouling und Scaling
Trotz hoher Reinheit können Mikroorganismen und mineralische Ablagerungen auftreten. Regelmäßige Desinfektion und Vorbehandlung sind notwendig, um diese Probleme zu vermeiden.
4. Kontaminationsrisiko
Selbst kleinste Verunreinigungen können die Qualität von Reinstwasser beeinträchtigen. Die Anlagen müssen daher hermetisch abgedichtet und kontinuierlich überwacht werden.
Technologische Innovationen
1. Echtzeitüberwachung
Sensoren für Leitfähigkeit, TOC und Partikelkonzentration ermöglichen eine präzise Überwachung und sofortige Reaktion auf Abweichungen.
2. Hybridverfahren
Die Kombination von Technologien wie EDI und Ultrafiltration erhöht die Effizienz und verringert den Energieverbrauch.
3. Selbstreinigende Membranen
Innovative Membranen mit fouling-resistenten Beschichtungen reduzieren die Wartungskosten und verbessern die Lebensdauer.
Fazit
Reinstwasser ist ein essenzieller Bestandteil vieler hochsensibler Anwendungen in Industrie und Forschung. Die Herstellung erfordert fortschrittliche Technologien und eine präzise Prozesskontrolle. Mit zunehmenden Anforderungen an Reinheit und Nachhaltigkeit entwickeln sich auch die Technologien kontinuierlich weiter, um die Effizienz zu steigern und die Umweltbelastung zu minimieren.
Für weiter Informationen zu unseren Produkten können Sie uns gerne jederzeit kontaktieren!
