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Was bedeuten Silikatfilter für die Wasserqualität?

Silikatfilter

An Silikat beißen sich viele die Zähne aus. Das ist nicht im übertragenen Sinne, sondern wortwörtlich gemeint, denn die Erdkruste setzt sich zum Großteil aus Silikatgesteinen zusammen. Der Sprung von Silikatmineralen zur Qualität unseres Trinkwassers scheint zunächst groß, ist jedoch naheliegend. Obwohl Silikate bereits in niedriger Konzentration in allen Gewässern vorkommen, werden sie in der industriellen Wasseraufbereitung gezielt hinzugefügt, um Rostbildung und Korrosion vorzubeugen. Als Korrosionshemmer spielt Silikat also eine wichtige Rolle für Trink- und Brauchwasser. In der Aquaristik wiederum kann ein zu hoher Silikatgehalt im Aquarium das Wachstum von Kiesel- und Fusselalgen fördern. Aus diesem Grund sind Silikatfilter im Aquarium eine Möglichkeit, die Wasserqualität zu verbessern.

Was ist Silikat?

Silikate sind Salze und Ester der Ortho-Kieselsäure und ihrer Kondensate. Sie machen als Silikatgesteine über 90 Prozent der Erdkruste und fast 100 Prozent des Erdmantels aus. 50 bis 60 Prozent der Erdkruste bestehen vorrangig aus Silikatmineralen der Gruppe Feldspat. Während Kohlenstoff also der Grundbaustein des Lebens ist, bilden Silikate die mineralogische „DNA“ erdähnlicher Planeten. Bei Silikat handelt es sich genauer gesagt um einen Überbegriff für gesteinsbildende Minerale. Alle Silikatminerale setzen sich aus pyramidenförmigen SiO4-Tetraedern zusammen. Vier Sauerstoff-Ionen umgeben hierbei jeweils ein Silizium-Ion. Je nach Aufbau und Anordnung der SiO4-Tetraeder wird zwischen verschiedenen Silikat- und Mineral-Klassifikationen unterschieden. Dazu zählen:

  • Inselsilikate (Olivin, Granat, Zirkon, Topas)
  • Gruppensilikate (Epidot, Melilith)
  • Ringsilikate (Turmalin, Beryll)
  • Ketten- Bandsilikate (Pyroxene, Amphibole)
  • Schichtsilikate (Tonminerale, Glimmer)

Welche Rolle spielt Silikat für Menschen?

Der grundsätzlich niedrige Silikatgehalt im Wasser ist in jedem Fall für Menschen unbedenklich. Als Siliziumverbindung und Salze der Kieselsäure und des Siliziums spielen Silikate in der Homöopathie sogar als sogenanntes Silicea eine Rolle. Als Nährstoff ist Silizium wichtig für den Aufbau von Bindegewebe, Knochen und Knorpelmasse sowie von Haut, Nägeln und Haaren. Als Spurenelement fördert es zudem die Feuchtigkeitsbindung und Gewebeelastizität. Silikat in unserem Trink- und Leitungswasser dient jedoch gänzlich anderen Zwecken.

Wie kommt es zum Silikatgehalt im Trink- und Prozesswasser?

Silikat spielen sowohl in der industriellen Wasseraufbereitung als auch in der kommunalen Wasseraufbereitung in den Wasserwerken eine wichtige Rolle. Um Kalk und Korrosion in Rohrwasserleitungen vorzubeugen, kommen hier Phosphate und Silikat als Korrosionsinhibitoren, also Korrosionshemmer, zum Einsatz. Geregelt wird die Verwendung von Phosphaten und Silikaten durch die Liste der „Aufbereitungsstoffe und Desinfektionsverfahren“ für die „Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch“ gemäß § 11 der Trinkwasserverordnung. Bei der Anwendung in der Wasseraufbereitung kann es sich sowohl um Phosphat-Silikat-Gemische als auch um carbonaktivierte Silikate ohne Phosphat handeln.

Silikat hebt sowohl den pH-Wert von Wasser als auch dessen Wasserhärte an und sorgt so für eine leitungsschonende Zusammensetzung des Wassers. Durch Phosphor-Silikat-Gemische bildet sich zudem eine Schutzschicht in Rohrleitungen zur Korrosionsprophylaxe, die durch regelmäßige Dosierungen aufgefrischt wird. Zum Einsatz kommen Korrosionsinhibitoren mit Silikat vor allem bei zu weichem Wasser, das Lochfraß und Korrosion fördert.

Warum kommen Phosphat-Silikat-Gemische zum Einsatz?

Während Silikat als Korrosionsinhibitor Rostbildung verhindert, sorgt der Phosphatanteil im Wasser dafür, dass sich Härtebilder im Wasser (z. B. Calcium- und Magnesium-Ionen) im Wasser gelöst bleiben. Auf diese Weise bilden sich keine Kalkablagerungen an den Rohrwänden. Verschiedene Phosphatverbindungen spielen vor allem bei mittelhartem bis hartem Wasser eine Rolle. Die Verbindung mit Silikat soll zudem die Phosphatbelastung der Umwelt ausgleichen. Da Silikate als Korrosionsinhibitoren fungieren, können sie die Dosis an benötigtem Phosphat verringern und zuverlässigen Schutz durch kombinierte, synergetische Effekte bieten.

Warum werden Silikatfilter im Aquarium eingesetzt?

Was für die Lebensdauer und Sicherheit von Rohrleitungen in der Wasseraufbereitung wichtig ist, bereitet Besitzern von Aquarien mitunter Kopfzerbrechen. Erhöhte Silikatwerte sind für Menschen unbedenklich, können jedoch die Ausbreitung von Kieselalgen in Aquarien fördern. Dieses Problem kann vor allem in der Einlaufphase eines Aquariums auftreten, oder dann, wenn Wechselwasser aus silikatreichem Leitungswasser stammt. Kieselalgen bauen aus Siliziumoxid, also Silikat, ihre Zellhüllen auf und finden in Wechselwasser mit hohem Silikatgehalt ausreichend Nahrung. Silikat kann zudem die Ausbreitung von Fusselalgen beschleunigen.

In welchen Aquarien kommt es verstärkt zur Algenbildung?

Glücklicherweise erweist sich in der Praxis ein erhöhter Silikatwert nicht automatisch als Wachstumsbeschleuniger für Kieselalgen. Aquarien mit starker Bepflanzung, guter Beleuchtung und ausgeglichener Nährstoffversorgung mit Nitrat, Phosphat, CO2, Eisen und Kalium kommen auch mit hoher Silikatkonzentration gut klar. Aquarien mit schwacher Beleuchtung und verschiedenen Moosarten wiederum können unter bestimmten Umständen Kieselalgen Nährboden bieten. Hier helfen unter anderem Garnelen oder Schnecken, die sich gern von Kieselalgen ernähren.

Wann ist Silikat im Aquarium schädlich?

Wer sich Garnelen im Aquarium hält und züchtet, sollte bei erhöhten Silikatwerten genauer hinschauen. Da selbst Osmoseanlagen Silikate nicht vollständig herausfiltern, kommt es schnell zu einer Ansammlung im Wasser, die sich im Fall von Garnelen negativ auswirkt. Mögliche Folgen sind eine nachlassende Vermehrung, Verlangsamung und im schlimmsten Fall sogar das Absterben von Garnelen. Hier empfehlen sich spezielle Silikatfilter fürs Aquarium, die Silikat im Wasser entfernen und die Wasserqualität verbessern.

Silikatfilter in der Aquaristik

Silikatfilter im Aquarium kommen dann zum Einsatz, wenn Silikatwerte im Wechselwasser erhöht sind und zu einer Belastung im Aquarium führen können. Da die Ursache für erhöhte Werte im Beckenwasser jedoch auch im Aquarium liegen kann, ist zunächst die Quelle für die Silikaterhöhung zu prüfen. Sind die Silikatwerte des Wechselwassers (z. B. aus der Leitung) normal, so sind Silikatfilter nicht effektiv. Liegt es am Silikat im Leitungswasser, so gibt es Silikatfilter, die sich als zusätzlicher Wasserfilter hinter die Osmoseanlage schalten lassen, um speziell Silikate bzw. Kieselsäure zu entfernen.

Leitungswasser wird dabei nach dem Prinzip der Umkehrosmose unter Druck durch die engmaschige Membran der Osmoseanlage und den Silikatfilter gepresst. Da Osmoseanlagen bereits bis zu 80 Prozent Silikat entfernen können, gelangt durch einen zusätzlichen Silikatfilter kein Silikat mehr ins Aquarium. Umkehrosmose führt wiederum zu stark entmineralisiertem Wasser. Daher kann es erforderlich sein, den Mangel an Mineralien und weiteren Spurenelementen durch nachträgliche Mineralisierung auszugleichen.

Was ist eine Osmoseanlage?
Eine Osmoseanlage für Aquarien ist nicht nur in der Lage, grobe bis sehr feine Verunreinigungen, sondern auch Belastungen durch Bakterien, Pilze, Viren oder Nitrate zu beseitigen und Wasserqualität auf einem hohen Niveau zu halten.

Wie funktioniert ein Silikatfilter im Aquarium?

Silikatfilter arbeiten in der Regel mit einem stark basischen Anionenaustauscherharz (Typ II). Der Silikatfilter mit Harz wird vor die Osmoseanlage geschaltet und nimmt durch seine Funktionsweise selektiv die als Ionen gelösten Salze der Kieselsäure auf. Nach dem Ionentausch-Prinzip werden Silikat-Ionen somit gegen eine äquivalente Menge an Chlorid-Ionen ausgetauscht. In Verbindung mit der Umkehrosmose der Osmoseanlage bieten Silikatfilter mit Harz eine zuverlässige Wasserreinheit vor allem für Weichwasseraquarien.

Wann muss ein Silikatfilter ausgetauscht werden?

Wann ein Silikatfilter zu wechseln ist, lässt sich nicht pauschal sagen, da die Ergiebigkeit des Silikatfilters maßgeblich vom Silikatgehalt des aufzubereitenden Leitungswassers abhängt. Aus diesem Grund sind regelmäßige Tests des Wassers äußerst wichtig – so kommt man schnell zum Schluss, ob und wann das im Silikatfilter enthaltene Ionenaustauscherharz ersetzt werden muss. Dabei kann der Silikatgehalt im Wasser mittels eines Schnelltests und anschließender photometrischer Auswertung zuverlässig bestimmt werden.

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