Ionenaustauscher zur Vollentsalzung in der Medizin

Messdaten des Umweltbundesamts (UBA) zeigen, dass in Deutschland nur selten Bakterien und andere Mikroorganismen in Konzentrationen oberhalb der Grenzwerte im Trinkwasser vorkommen. Anorganische Verunreinigungen enthalten die analysierten Wasserproben hingegen deutlich öfter. Dies liegt hauptsächlich am langen Leitungsnetz, über das das gereinigte Trinkwasser zum Endverbraucher bzw. zur Endverbraucherin transportiert wird. Die Leitungsmaterialien geben dabei kleine Partikel an das Wasser ab, die etwa durch Reaktionen des Wassers mit den Metallen und Korrosion entstehen können. In der Regel sind diese Partikel für die menschliche Gesundheit unbedenklich.

Reaktionen der Partikel im Leitungswasser

Es kann durch die Partikel im Leitungswasser jedoch zu chemischen Reaktionen kommen, wenn das Wasser Leitungen aus unterschiedlichen Materialien durchfließt, also etwa:

  • öffentliche Wasserrohre aus verzinkten Stahl,
  • Hauswasserleitungen aus Kupfer und
  • Armaturen aus Messing oder sonstigen Buntmetallen.

In diesem Fall können chemische Reaktionen der einzelnen Materialien dafür sorgen, dass sich bedenkliche Mengen unterschiedlicher chemischer Verbindungen im Trinkwasser anreichern.

Wie hoch die Grenzwerte für solche Verbindungen sind, könenn Sie der DIN 50930-6 entnehmen. Definiert wurden die Grenzwerte auf Basis von Erfahrungswerten und wissenschaftlichen Forschungsergebnissen. Das Ziel ist sicherzustellen, dass bis zum Erreichen der Höchstwerte eine hohe Trinkwasserqualität besteht, die der Gesundheit des Menschen nicht schadet. Ob die Grenzwerte durch korrosionschemische Prozesse im Trinkwasser überschritten werden, überprüfen die zuständigen Behörden und die Wasserversorger anhand von regelmäßigen Analysen.

Grenzwerte der DIN 50930-6 nicht immer ausreichend

Die strengen Grenzwerte der DIN 50930-6 sind aber nicht für alle Anwendungsszenarien ausreichend. Medizinische und chemische Labore, die Galvanotechnik, die Dampferzeugung zu Sterilisatoren sowie die Produktion empfindlicher elektronischer Bauteile, Medikamente und Kosmetika benötigen beispielsweise Wasser von noch höherer Reinheit.

Vollentsalzung des Wassers per Ionenaustauscher

Das Trinkwasser muss deshalb zusätzlich mit einem Ionenaustauscher durch die Verwendung von Laugen und Säuren von korrosionschemischen Veränderungen befreit werden. Das Ergebnis ist hochreines Wasser, das keinerlei Salze mehr enthält.

Ionenaustauscher (Ionentauscher) sind Materialien, in denen ein Ionentausch stattfindet. Dabei werden gelöste Ionen durch andere Ionen gleicher Ladung ersetzt. In der Regel kommen in Krankenhäusern und anderen Einrichtungen mit einem hohen Bedarf an vollentsalztem Wasser industrielle Vollentsalzungsanlagen mit Ionentauscher zum Einsatz, deren Säulen das Ionenaustauschermaterial enthalten. Während des Betriebs werden diese Säulen von Trinkwasser durchflossen. Das enthaltene Ionenaustauschermaterial bindet die problematischen Ionen, also die unerwünschten korrosionschemischen Verunreinigungen, und gibt zum Austausch eine äquivalente Menge der zuvor gebundenen Ionen ab. Dieser Prozess kann zum Beispiel Natrium-Kationen gegen Calcium-Kationen austauschen.

Die Menge der erforderlichen Chemikalien und der Wasserfluss werden bei industriellen Vollentsalzungsanlagen automatisch über Sensoren permanent angepasst. Es kann somit garantiert werden, dass das Endprodukt stets die gewünschte Reinheit hat und dass keine Ionenaustauschermaterial verschwendet werden.

Entsalztes Wasser in der Medizin

Der Haupteinsatzzweck von vollentsalzten Wasser ist die Medizin. Vollentsalztes Wasser, auch als Reinstwasser oder Deionat bezeichnet, spielt in vielen Bereichen der Medizin eine wichtige Rolle. Es wird häufig bei der Herstellung von Medikamenten, Sterilisation von medizinischen Geräten und bei der Durchführung von Laboranalysen verwendet. Durch die vollständige Entfernung von Ionen, organischen Verbindungen und Bakterien wird das Risiko von Verunreinigungen minimiert.

Dies ist besonders wichtig bei der Verabreichung von Arzneimitteln, da Kontaminationen die Wirksamkeit des Medikaments beeinträchtigen oder unerwünschte Nebenwirkungen verursachen können. In der Labordiagnostik ist vollentsalztes Wasser unerlässlich, da selbst geringe Konzentrationen von Verunreinigungen das Ergebnis von Experimenten verfälschen können.

Kriterien bei der Auswahl einer Vollentsalzungsanlage

Bei der Auswahl einer Vollentsalzungsanlage müssen mehrere Kriterien berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass diese den Anforderungen des jeweiligen Anwendungsgebiets entspricht. Zunächst muss die gewünschte Reinheitsklasse des erzeugten Wassers bestimmt werden. Je nach Anwendungsbereich kann dies von entscheidender Bedeutung sein, da verschiedene Anlagen unterschiedliche Qualitätsniveaus erreichen können.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Größe der Anlage, die auf die Menge des zu produzierenden Wassers abgestimmt sein muss. Die Effizienz und der Energieverbrauch der Anlage sollten ebenfalls sorgfältig geprüft werden, um eine wirtschaftliche Produktion von Reinstwasser sicherzustellen. Schließlich sind auch die Wartung und die Verfügbarkeit von Ersatzteilen ein wichtiger Faktor bei der Auswahl der Anlage, um sicherzustellen, dass die Anlage zuverlässig betrieben werden kann und eine lange Lebensdauer hat.

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