Survival Wissen: Wasseraufbereitung, Aktivkohlefilter, Nitrat / Nitrit

Was können Aktivkohlefilter in der Wasseraufbereitung leisten?

Ist es möglich Nitrat und Nitrit mit einem Aktivkohlefilter aus dem Rohwasser zu entfernen?

Gerne möchte ich dir heute die Antwort darauf geben!

Was können Aktivkohlefilter leisten?

Wie auch alle anderen Filter bildet ein Aktivkohlefilter zuerst einmal eine mechanische Barriere für Schmutzpartikel. Solche Schmutzpartikel verstopfen deinen Filter mit der Zeit. Daher wird entweder davor ein Vorfilter angebracht oder der Aktivkohlefilter durch Rückspülung - also mit einem Medienstrom gegen die normale Flussrichtung wieder gereinigt.

Aktivkohle wird nicht nur zur Wasseraufbereitung eingesetzt. Aktivkohle kann als Filter unter anderem auch noch die folgenden Aufgaben erfüllen:

• Nikotin- Nitrosamin-filter in Rauchwaren (zB.: Pfeiffenfilter, Zigarettenfilter)
• Anwendung in der Aquaristik um manche Schadstoffe/Medikamente aus dem Wasser zu filtern
• Luftfilter in Dunstabzugshauben um die Geruchsbelastung einzudämmen
• Wohnraumlüftungsanlagen zur Filterung von Staubpartikeln, Pollen und Gerüchen
• Geruch und Staubfilter in Lüftungsanlagen von Autos
• Luftfilter in Atemschutzmasken
• In Kernkraftwerken zur Verminderung der Bildung von radioaktiven Gasen im Abluftsystem
• Als Farbstoff/Zusatzstoff in Lebensmitteln/Kosmetika
• Adsorption von Geschmackstoffen, Geruchstoffen, einigen Pestiziden, Halogenkohlenwasserstoffen bei der Trinkwasseraufbereitung
• Partikelschutzfilter in Festplatten / Rechnern
• Industriell zur Reinigung von Ölen, Seifen, Biogas, Erdgas und Alkohol
• Reinigung von Schwimmbad-Abwässern
• Industriell zur Beseitigung von Gärnebenprodukten bei der Bier Herstellung
• Bestandteil von Abluftfiltern in Industrieanlagen, Kläranlagen und Müllverbrennungsanlagen
• In Schuh-Einlagen als Geruchsbinder
• In der Medizin zur Entfernung von Giftstoffen oder/und Giftstoffbildenden Bakterien aus dem Magen-Darmtrakt
• In der Medizin bei der Dialyse
• In chemischen Analysegeräten als Vorfilter
• Als Fließ in Schutzanzügen
• Entsorgung von Leuchtstoffröhren um Giftstoffe zu binden
• In Tankbetrieben zur Abluftfilterung um Benzindämpfe zu binden
• Sanierung von belasteten Böden
• Bindung von Schwefelwasserstoff in Biogasanlagen
• Rückgewinnung von verdampften Lösungsmitteln
• Reinigung von Prozessgasen (zB.: CO2) und Pressluft
• Als Trägermaterial für Katalysatoren
• Entfärbung und Reinigung von Flüssigkeiten, Zuckerlösungen, Suppenwürzen, Glutamat, Stärkeprodukten, Milchzucker,
• Entfärbung und Desodorierung von Gelatine, Obstsäften und Wein bei der Produktion
• Reinigung galvanischer Bäder
• Reinigung und Entfärbung von Weichmachern, Schellack, Glyzerin, Enzymen, Paraffinen, Vaseline, Wachs, Feinchemikalien, organischen Säuren und anderen Produkten
• Entfärbung und Reinigung von Produkten und Zwischenprodukten in der Pharmazeutischen Industrie
• Aufbesserung der Bodenstruktur
• Uvm…

Anmerkung: Die in der Liste angeführten Anwendungsmöglichkeiten sind nur bei einer entsprechenden Herstellung/Aufbereitung der Aktivkohle möglich. Diese technisch nutzbare Aktivkohle wird mit industriellen Methoden speziell für ihre jeweilige Aufgabe hergestellt. Kohle wie du sie mit einem Feuer selbst herstellen kannst kann diese Aufgaben nur sehr unvollständig beziehungsweise je nach Aufgabengebiet gar nicht erfüllen! Ob sich ein Einsatz von selbst hergestellter Kohle lohnt muss je nach Anwendungszweck beurteilt werden.

Woraus kann Aktivkohle hergestellt werden?

Aktivkohle wird hergestellt aus:

• Holz
• Torf
• Braunkohle
• Steinkohle
• Fruchtkerne(zum Beispiel Olivenkerne)
• Kokosnußschalen
• Uvm…

Wie funktioniert die "Bindung" an Aktivkohle?

Aktivkohle kann Stoffe nicht "Binden" im chemischen Sinn sondern adsorbieren.

Die Adsorption ist ein physikalischer Vorgang. Das bedeutet dass die angelagerten Stoffe keine echte Chemische Bindung mit der Aktivkohle eingehen. Adsorption ist umkehrbar also reversibel. Das heißt, es besteht die Möglichkeit mit verschiedenen Techniken die adsorbierten Stoffe aus der Aktivkohle zu entfernen beziehungsweise sogar Rückzugewinnen.

Wenn man Aktivkohle mit einer wässrigen Lösung mischt in der sich ein zu adsorbierender Stoff befindet, stellt sich abhängig von den jeweiligen Rahmenbedingungen ein Gleichgewicht an adsorbierten und frei in Lösung befindlichen Stoff her.

Sobald die Aktivkohle voll beladen ist bleiben die restlichen zu adsorbierenden Stoffe in der Lösung! Darum ist es sehr wichtig sich an die vom Hersteller angegebene Maximale Leistung des Filters zu halten! Ansonsten wiegst du dich in falscher Sicherheit.

Welche Eigenschaften entscheiden über die Adsorbierbarkeit eines Stoffes?

• Wie ist das Molekulargewicht? (= Größe)
• Ist der Stoff polarisierbar?
• Sind funktionelle Gruppen enthalten?
• Ist der Stoff Hydrophil oder hydrophob?

Welche Eigenschaften der Aktivkohle und Umgebungsbedingungen sind entscheidend für das Adsorptionspotential?

• Porengröße und Struktur
• Größe der inneren zur Verfügung stehenden "Größe"
• Chemische Beschaffenheit
• Temperatur
• Zusammensetzung der zu reinigenden Lösung (bzw. Gasgemisches)
• pH-Wert
• Feuchtigkeit bei der Adsorption in Gasphasen
• Konzentration der zu adsorbierenden Stoffe

Welche Stoffe können mittels Adsorption an Aktivkohle aus wässrigen Lösungen entfernt oder deren Konzentration verringert werden?

• Schmutzpartikel, Schwebestoffe
• Geschmacks und Geruchsstoffe (zum Beispiel Huminsäuren)
• Chlor
• Die meisten Bakterientoxine
• Gelöste organische Verbindungen
• CKW (chlorierter Kohlenwasserstoff wie zum Beispiel 1.1.1.-Trichlorethan, Dichlormethan, Triund Tetrachlorethylen (Per))
• Die meisten Bakterizide, Fungizide und Pestizide
• Chlor-Stickstoff-Verbindungen
• Oxidierende Stoffe (Ozon, Chlor, Hypochlorid)
• Öle (zum Beispiel Schmieröl)
• Organische Lösungsmittel
• Partikuläre Schwermetalle
• halogenorganische Verbindungen (THM, AOX)
• Organische Schadstoffe die zum Beispiel durch tierische Ausscheidungen entstanden sind
• Viele Medikamentenrückstände
• schwer abbaubare BCSB-Verbindungen und AOX-Komponenten

Abhängig von der gewünschten Anwendung gibt es spezielle Aktivkohle-Produkte die an die Bedingungen und die Eigenschaften des zu adsorbierenden Stoffes angepasst sind.

Hast du die Möglichkeit mit einem herkömmlichen Aktivkohlefilter Nitrat und Nitrit aus dem Wasser zu filtern?

Was ein Aktivkohlefilter leider nicht kann ist Ammunium, Nitrat, Nitrit, Kalk oder gelöste Schwermetalle adsorbieren.

Anmerkung: Was er auch nicht schafft: das Wasser sicher von Bakterien, Viren oder anderen Mikroorganismen zu befreien. Er kann deren Konzentration senken – sicheres Trinkwasser erhältst du so aber nicht!

Gerne möchte ich hier noch auf eine weitere im Zusammenhang aufgetauchte Frage eingehen:

Welche Möglichkeiten gibt es um Trinkwasser von Nitrat und Nitrit zu befreien?

• Elektrodialyse
• Umkehrosmose
• Destillation
• Ionentauscher
• Hydroponische Bewirtschaftung des Wassers mit Pflanzen kann die Konzentration senken.