Alte Wasserquelle

Der Wasserfilter im Laufe der Jahrtausende

Zwar mag es den Anschein haben, dass Wasserfilter neumodischer Natur sind, doch die Geschichte des Wasserfilters reicht mindestens 3.500 Jahre zurück, wahrscheinlich haben sogar die Steinzeitmenschen schon Wasser gefiltert. Genau wie bei vielen anderen Aspekten der Menschheitsgeschichte gab es Zeiten in denen die Entwicklung und innovative Verfahren den Wasserfilter immer effektiver machten. Es gab aber auch Zeiten, in denen die Wasserfilter über Jahrhunderte kaum verbessert wurden. Das Bedürfnis Wasserfilter zu entwickeln war in vielen Kulturen groß und gehört zu einem wesentlichen Teil der Menschheitsgeschichte.

Unabhängig von Kultur, Religion oder Kontinent haben die Menschen dieser Welt Wasserfilter-Systeme entwickelt, die sich nicht selten auch noch ähnelten und im Prinzip in einigen Bereichen heute noch zum Einsatz kommen. Nachfolgend eine Zeitreise mit Blick auf den Wasserfilter über die Jahrtausende.

Die Jäger und Sammler der Steinzeit
Die Wasserversorgung der Nomadenvölker in der Steinzeit waren Quellen, Bäche und Flüsse. In Trockenzeiten, in denen das Flussbett ausgetrocknet war, hatten die Urzeit-Menschen bereits die Fähigkeit kleine Saugbrunnen zu bauen. Sie rammten einen Speer in den Boden und stopften das Loch mit Gras, dem eine Art Filterfunktion zugekommen ist. In der Mitte wurde ein hohler Halm gesteckt, der als Saugrohr diente. Damit kamen die Nomaden an das durch das Gras gesickerte Wasser. Ob die Nomaden bewusst das Gras als einen Wasserfilter nutzten ist unklar, doch die Wahrscheinlichkeit liegt nahe, dass grobe Partikel wie Sand dadurch aufgehalten werden sollten.

Das alte Ägypten und das Alte Testament
Die Reise in die Vergangenheit des bewusst angewendeten Wasserfilters beginnt vor rund 3.500 Jahren. Die ersten Aufzeichnungen stammen aus der Zeit um 1.500 vor Christus aus dem alten Ägypten der Pharaonen. In der Grabkammer des Amenophis II in Theben ist ein Bild von einem mannshohen Wasserfilter abgebildet, bei dem zwei Ägypter damit beschäftigt sind das Wasser zu filtern. Die Inschrift auf der Abbildung wurde 1.450 vor Christus geschnitzt. Das ist die früheste bisher bekannte Darstellung eines Wasserfilters.

Etwa zur gleichen Zeit spielt die Handlung des Alten Testaments aus dem 2. Buch Mose. Im Exodus Kapitel 15, Vers 22-25, erhält Moses von Gott ein Mittel zur Aufbereitung von bitterem (schlechtem) Wasser. „Und Mose ließ Israel vom Schilfmeer aufbrechen, und sie zogen aus in die Wüste Sur; und sie wanderten drei Tage in der Wüste und fanden kein Wasser. Und sie kamen nach Mara; aber sie konnten das Wasser von Mara nicht trinken, denn es war bitter: darum gab man ihm den Namen Mara. Und das Volk murrte wider Mose und sprach: Was sollen wir trinken? Und er (Mose) schrie zu Jehova (Gott), und Jehova wies ihm ein Holz; und er warf es in das Wasser, und das Wasser wurde süß.“ Hier wurde das Prinzip der Ionenaustauscher angewendet, ohne das die Menschen die chemischen Hintergründe verstanden. Verrottete Zellulose ist ein guter Austauscher von Magnesium-Ionen. In der Bibel ist, unbewusst, der erste Wasserfilter auf Basis der Ionenaustaucher beschrieben.

Die Spartaner und das antike Indien
Ein Jurist aus Sparta entwickelte rund 900 vor Christus einen eher fragwürdigen Wasserfilter. Es handelte sich um ein Gefäß, welches stark verfärbtes Wasser klar werden ließ. Das Gefäß war so konzipiert, dass sich der Schlamm und Dreck an den Seiten des Gefäßes absetzte. Zwar wurde das Wasser etwas gereinigt, aber ein wirklich guter Wasserfilter war dies nicht. Eine bessere Wasserfiltration nutzten die Spartaner auf Kriegsschauplätzen. Zuerst kochten sie das Wasser und filterten es anschließend mithilfe von Dochten durch die sie das Wasser leiteten. Die faserigen Dochte sind eine Art Sedimentfilter.  
Der erste explizite schriftliche Hinweis über den Gebrauch von Wasserfiltern stammt aus einem Text aus dem Alt-Indischen und ist in der frühen Form des Sanskrits verfasst. Der Sushruta Samhita (सुश्रुतसंहिता) ist ein Text über Medizin und zählt zu den bedeutendsten frühen Werken detaillierter Studien über Medizin und Chirurgie in der Menschheitsgeschichte. Das von Sushruta verfasste Werk wird allgemeinhin auf das 6. Jahrhundert vor Christus datiert. Und in diesem bedeutenden Werk über Medizin wird auch auf die Wasserfiltration eingegangen. Sinngemäß lautet eine Passage über die Wasserfiltration: „Man tut gut daran, Wasser in Kupfergefäßen aufzubewahren, es dem Sonnenlicht auszusetzen und durch Kohle zu filtrieren“. Bereits 600 Jahre vor Christus wurden die antibakteriellen Eigenschaften von Kupfer und UV-Licht sowie das Filtervermögen von Kohle beschrieben. Des Weiteren soll „unreines Wasser über einem Feuer gekocht werden, in der Sonne erhitzt oder mit ein heißes Eisen hingetan werden. Es soll mit Sand und Kies gefiltert werden und dann abkühlen“. Die erste Gebrauchsanleitung eines mehrstufigen Wasserfilters war geboren. Aber das wirklich erstaunliche ist, dass die Wasserfiltration in einem bedeutenden medizinischen Werk behandelt wird. Wasserfiltration wurde scheinbar nicht nur zwecks besseren Geschmacks und betreffend des Geruchs praktiziert, sondern es wurde scheinbar als relevant für die Gesundheit betrachtet.

Die Griechen und die Römer
Der griechische Arzt Hippokrates (* um 460 v. Chr., † um 370 v. Chr.) und Begründer der Medizin als Wissenschaft führte auch eigene Experimente der Wasserfiltration durch. Nach seiner medizinischen Theorie der vier Körpersäfte, zu denen auch in Teilen das Wasser zählte, musste Wasser aus medizinischer Sicht rein sein. Hippokrates erkannte, dass das Wasser aus den griechischen Aquädukten alles andere als rein war und Ursache vieler Erkrankungen sein könnte. Er entwickelte seinen eigenen Wasserfilter, um das Rohwasser zu reinigen und seinen Patienten zu verabreichen. Der später als „Hippokratischer Schlauch“ bezeichnete Wasserfilter war ein Stoffbeutel, durch den abgekochtes Wasser geleitet wurde. Der Vater der Medizin ging davon aus, dass ein sauberes und geruchloses Wasser optimal für den Körper ist, womit er nach heutigem Kenntnisstand absolut richtig lag. Nur war sein „Hippokratischer Schlauch“ nach heutiger Sicht kein ausreichender Wasserfilter, um ein wirklich reines Wasser zu produzieren. Trotzdem kann er als der erste Haushalts-Wasserfilter bezeichnet werden, der auch Anwendung im Privatbereich fand.
Etwa 100 v. Chr. riet der griechische Schriftsteller Diophanes von Nicaea dazu, aufgeweichten Lorbeer in Regenwasser zu legen und rund 100 Jahre nach Christus beschrieb der Römer Paxamus seine Definition eines Wasserfilters. Er tauchte in das Wasser einen Beutel mit zerstoßenen Korallen und zermahlener Gerste. Besser wäre es gewesen das Wasser durch den Beutel fließen zu lassen, denn fein zerstoßene Korallen sind aufgrund ihrer feinen Poren ein hervorragender Wasserfilter. Der Römer Paxamus hat ein gutes Filtermaterial verwendet, doch am Verfahren scheitert es.

Die Maya
Aus der Zeit um 300 n.Chr. haben auf der anderen Seite der Weltkugel die Maya eine der ersten Kläranlagen in der Geschichte gebaut, die auch ein Wasserfilter-System für die Wasseraufbereitung beinhaltet hat. Der von Archäologen untersuchte Wasserspeicher der Maya-Stadt Tikal hat ein ausgeklügeltes Kanalsystem mit diversen Schaltstationen. Die eigentliche Sensation ist allerdings ein gewaltiger, mehrschichtiger Staudamm mit Schleusen, welche mehr als tausend Jahre lang die Bedürfnisse der wachsenden Bevölkerung dieser Region deckte. Er war etwa 80 Meter lang, 60 Meter breit sowie zehn Meter hoch. An den Ausflüssen mehrerer Reservoire kam das Wasserfilter-System zum Einsatz. Es gab Absetzbecken für Schwebestoffe und Sandfilter für eine erste grobe Filtration. Anscheinend haben die Maya zudem das Wasser mit Maisgrieß vermischt und es fermentieren lassen, damit die dadurch entstehenden unschädlichen Bakterien organische Verunreinigungen zersetzen. Dies ist eine der ersten bewusst entwickelten biologischen Wasserfilter-Systeme der Menschheitsgeschichte.

Das dunkle Mittelalter und die Perser
Der Perser Abū Mūsā Dschābir ibn Hayyān (lateinisch Geber, Jeber, Yeber) war ein muslimischer Universalgelehrter. Er befasste sich mit Chemie, Philosophie, Physik, Medizin und Heilmittel. Im 8. Jahrhundert beschreibt er in Bildern die Verwendung eines Wasserfilters wie ihn in ähnlicher Weise die Spartaner bereits verwendeten. Bei diesem Wasserfiltersystem wurde das Wasser von einem Behälter über eine mit einem faserigen Docht ausgestattete Leitung in einen anderen Behälter geleitet.

In Europa hielt das dunkle Zeitalter des Mittelalters Einzug. So ab dem 6. Jahrhundert bis ins 14. Jahrhundert wurden nur wenige wissenschaftliche Entdeckungen und Erforschungen in Hinblick von Wasserfilter-Systemen gemacht. Dies hatte mitunter auch mit dem frommen Katholizismus zu tun, der wissenschaftliche Experimente als Teufelswerk und Ketzerei betrachtete und ahndete. Unter der strengen Herrschaft des Katholizismus war das Niveau wissenschaftlicher Forschung und Entdeckung insgesamt sehr niedrig.

Die Renaissance
Mit der Renaissance (spätes 14. Jahrhundert bis 17. Jahrhundert) begann die Epoche der Neuzeit und das Wiederaufblühen der Kultur, der Künste und der Wissenschaft. In dieser Zeit wird mit einer bahnbrechenden Erfindung der Weg in die gezielte wissenschaftliche Forschung und Entwicklung von Wasserfilter-Systemen bereitet und revolutioniert. Zuvor jedoch ist noch Sir Francis Bacon zu erwähnen. Die ersten Aufzeichnungen von Wasserfilter-Systemen nach dem dunklen Zeitalter in Europa sind die Experimente von Sir Francis Bacon (* 22. Januar 1561, † 09. April 1626).

Die Wasserfilter-Experimente von Francis Bacon hatten weniger mit der Reinigung des Wassers an sich zu tun. Er wollte vielmehr Meerwasser entsalzen. Nach seiner Annahme müssten Sandpartikel schwerer sein als Salzpartikel. Daher könnte ein Loch am Strand gegraben werden und das Salz würde, durch die Aufwärtsbewegung die das Meerwasser nimmt, vom Sand aufgehalten. Die Theorie der Meerwasserfilter-Methode hat in den praktischen Experimenten von Sir Francis Bacon nicht funktioniert. Dennoch nahmen später andere die veröffentlichten Experimente zum Anlass vermehrt im Bereich der Wasserfilter-Technologie zu forschen. Dazu gehörte auch der berühmte italienische Arzt Lucas Antonius Portius (* 1639, † 1723), der in seinem Buch „Soldier's Vade Mecum“ einen Wasserfilter illustrierte der drei paar verschiedene Sandfilter verwendete.

Einen wahren Wandel in der Wissenschaft, im Besonderen auch für die Entwicklung von Wasserfiltern, brachte die Erfindung des Mikroskops, genauer des Lichtmikroskops. Diese bahnbrechende Erfindung ist der größte Meilenstein in der Geschichte der Wasserfilter. Die niederländischen Brillenschleifer Hans Janssen und sein Sohn Zacharias Janssen werden oft als die Erfinder des ersten zusammengesetzten Mikroskopes im Jahr 1590 betrachtet. Jedoch waren nur geringe Vergrößerungen möglich. Auch die Mikroskope vom Niederländer Christiaan Hygens (* 1629, † 1695) mit einem Zwei-Linsen-Okularsystem oder das Mikroskop mit einer maximal 50-fachen Vergrößerung von Robert Hooke waren noch nicht gut genug. Trotzdem gehört Hooke zu den ersten, die sich Wassertropfen unter dem Mikroskop ansahen, um Wasser gründlicher zu erforschen.

Wasserfilter in der Epoche der Aufklärung und industriellen Revolution
Rund ein Jahrhundert später hat wiederum ein Niederländer die Mikroskopie revolutioniert und gilt als Vater der Mikroskopie. Der Linsenschleifer Antoni van Leeuwenhoek (* 24. Oktober 1632, † 27. August 1723) baute Mikroskope mit einer einzigen, dafür perfekt geschliffenen Linse, die eine 270-fache Vergrößerung erreichten. Mikroskopie war Zeit seines Lebens seine Leidenschaft. Antoni van Leeuwenhoek erforschte unter anderem das winzige Leben in einem Wassertropfen. Er beschrieb drei Bakterienformen, die Bazillen, Kokken und Spirillen. Die Bakteriologie, die zuvor nur bloße Annahme und Theroie war, wurde wissenschaftlich nachgewiesen.

Er baute rund 500 Mikroskope und auch andere Wissenschaftler untersuchten Wassertropfen und mussten erkennen, dass scheinbar reines Wasser voller Partikel und Leben war. Die Forschung in der Medizin und im Bereich von Wasserfiltern wurde auf ein wesentlich höheres Niveau gehoben. Der Niederländer hütete das Geheimnis wie er solche Linsen bauen konnte und erst 250 Jahre nach seinem Tod haben Mikroskope wieder diese hohe 270-fache Vergrößerung erzielen können.

Trotzdem revolutionierten die 500 erbauten Mikroskope von Antoni van Leeuwenhoek viele Wissenschaften, weil sie der Menschheit einen Einblick in einen Mikrokosmos von alle möglichen Bereichen ermöglichte. Die Mikroskopie führte die Forschung und Entwicklung von Wasserfiltern in neue Dimensionen.

Während der Zeit der Aufklärung des sechzehnten bis achtzehnten Jahrhundert, grübelten die Philosophen über die natürlichen Rechte der Menschheit. Dazu gehörte auch das Recht auf sauberes, reines Wasser als Grund- oder Menschenrecht. Jeder Mensch verdient reines Wasser zum Trinken und zum Baden, waren bereits die damaligen Philosophen überzeugt. Es wurde gefordert, dass den Menschen in Europa mit einem stadtweiten Wasserfilter-System in jedem Haushalt reines Wasser zur Verfügung stehen sollte.

Der französische Wissenschaftler La Hire schlug vor, dass jeder französische Haushalt einen Sand-Wasserfilter installiert haben sollte, der sauberes Wasser bereitstellt. Zu der Zeit waren Sand-Wasserfilter die am weitesten verbreitete und beliebteste Methode Wasser zu reinigen. Es sollte bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts dauern, bis die Gedanken der Philosophen über eine kommunale Wasserversorgung Realität wurden.

Von 1804 stammen die ersten Aufzeichnungen eines industriellen Sand-Wasserfilters. Der Schotte John Gibb, Eigentümer einer Bleicherei bei Paisley/Schottland, baute eine experimentelle Wasserfilter-Anlage und verkaufte sein überschüssiges Wasser an die Öffentlichkeit. Seine Methode wurde in den nächsten zwei Jahrzehnten von Ingenieuren von privaten Wasserversorgungsunternehmen weiterentwickelt. 1829 wurde die weltweit erste öffentliche Wasserversorgung mit aufbereitetem Wasser vom Ingenieur James Simpson von der Chelsea Waterworks Company in London installiert, bei der es sich um einen sogenannten Slow-Sand-Filter handelte. Das auch als Biosand-Wasserfilter bekannte System nutzt einen komplexen biologischen Film, der auf natürlicher Weise auf dem Sand wächst. Der Sand selbst hat kaum Filtereigenschaften, dient lediglich als Substrat für den Bio-Film. Das Design der Wasserfilter-Anlage wurde über die Jahre in ganz Großbritannien kopiert und eingesetzt.

In der Mitte des 19. Jahrhunderts hatte Großbritannien mit einer Cholera-Epidemie zu kämpfen. Die herrschende Meinung lautete bis dahin, dass Cholera sich nach der Miasma-Theorie verbreitet. Miasma, aus dem altgriechischen für ‚Verschmutzung‘, sei eine Form von schlechter Luft in der sich die Fäulnis organischer Substanzen befindet. 1854 entdeckte der britische Wissenschaftler John Snow, dass sich die Cholera jedoch über verunreinigtes Wasser verbreitet. In den Regionen in denen die Biosand-Wasserfilter das öffentliche Wasser reinigten, war die Cholera stark vermindert. Die Theorie erhärtete sich, als John Snow darlegen konnte, dass viele Cholera-Todesopfer und der Ausbruch der Epidemie auf das Wasser der „Broad-Street-Pump“ zurückzuführen sind, einer nahgelegenen Wasserpumpe, die durch eine undichte Abwasserleitung kontaminiert wurde.

John Snow wies schließlich mit Hilfe des Mikroskops winzige Cholera-Bakterien im Wasser nach und nutzte Chlor zum Abtöten der Bakterien. Mit seinen Veröffentlichungen wurde das Wasser der Bevölkerung nun mit Biosand-Wasserfilter-Anlagen biologisch gereinigt und mit Chlor einer chemischen Reinigung unterzogen. Die Pumpe in der Broad-Street wurde repariert und die Cholera-Epidemie eingedämmt. Dies war die Geburtsstunde der kommunalen Wasserfilter-Anlagen und Wasserversorgungsunternehmen.

1855, kurz nach der Cholera Epidemie, wurde der ‚Metropolis Water Act‘ verabschiedet, der für alle Wasserversorgungsunternehmen in London verpflichtend war. Dieser sollte Mindeststandards für die Wasserqualität festlegen sowie dafür sorgen, dass die Metropole mit reinem und gesundem Wasser versorgt wird. Drei Jahre später wurden die ersten chemischen Analysen verpflichtend. Diese Rechtsvorschriften wurden zu einem weltweiten Vorbild und führten zu ähnlichen kommunalen Wassergesetzen in ganz Europa. Wasserfilter-Systeme und Aufbereitungsanlagen waren fortan eine gesetzlich festgeschriebene Notwendigkeit zur Sicherstellung der gesellschaftlichen Gesundheit.

Im privaten Sektor setzte der Keramikfabrikant John Doulton mit seinem Doulton-Wasserfilter neue Maßstäbe. Von der industriellen Revolution beeinflusst, verlagerte er sein Keramikgeschäft von Keramikbürsten, Figuren, Einmachgläser und Geschirr auf industrielle Anwendungen von Keramiktechnologie. 1827 kam der Doulton-Wasserfilter für den Heimgebrauch auf den Markt, der unter anderem verschiedene Erden und Lehm zur Filtrierung nutzte. 1835 sorgte sich Queen Victoria über die gegenwärtigen Gesundheitsgefahren in ihrem Trinkwasser und beauftragte Doulton einen Wasserfilter für das königliche Haus zu entwickeln. Er baute einen nach dem Gravitationsprinzip arbeitenden Steinzeug-Wasserfilter, der die Technologie eines Keramikfilters mit der Kunstfertigkeit eines handgearbeiteten edlen Keramik-Wasserbehälters inklusive Entnahmehahn vereinte. Dies war die Geburtsstunde des ersten Kannen- beziehungsweise Tischwasserfilters, der neben der Filtration auch in Sachen Design entwickelt wurde.  

Weil Queen Victoria großen Gefallen an diesem Wasserfilter hatte, gestattete sie Doulton auf seine Produkte das königliche Wappen zu setzen. John Doulton´s Sohn Henry entwickelte 1862 den ersten Mangankarbon-Wasserfilter, etwa zu der Zeit als der französische Chemiker und Mikrobiologe Louis Pasteur seine Studien zur spontanen Entstehung von Leben in der Mikrobiologie veröffentlichte. Dieses höhere Verständnis von Bakterien befeuerte die Forschung und Entwicklung von poröser Keramik, welcher die Mikroorganismen herausfilterte. Die Kieselgur-Filterpatronen (mikroporöse Keramik) konnte über 99 Prozent aller Bakterien herausfiltern. 1906 brachte das Unternehmen Doulton diesen fortschritlichen Wasserfilter auf den Markt. Er wurde in Krankenhäusern, Labors, beim Militär und im privaten Hausgebrauch überall in der Welt eingesetzt. Der erste weit verbreitete kommerzielle Wasserfilter eroberte die Welt.

Wasserfilter in der Epoche der Moderne des 20. Jahrhunderts
Es wurde zunehmend an verschiedenen Verfahren für Wasserfilter experimentiert. Von der anfänglichen Prävention von wasserbedingten Krankheiten erweiterte sich das Feld zunehmend in Richtung weicheren, weniger demineralisierten Wassers. 1903 wurden zum ersten Mal Wasserfilter-Systeme auf Basis der Ionenaustauscher auf den Markt gebracht. Alumosilikate, die reversibel Erdalkali- und Alkaliionen aus einer Lösung aufnehmen beziehungsweise aufnehmen können, waren die ersten in der Technik gezielt verwendeten Ionenaustauscher. Später wurden schwach saure Ionenaustauscher auf Basis von speziellen Kohlen und schwach basische Ionenaustauscher auf Basis von Phenolharzen entwickelt. Alle diese Austauschtypen waren Wasserfilter-Systeme mit mechanisch gebrochenen und nach bestimmten Korngrößen gesiebten Granulate. Mit den später entwickelten stark basischen Ionenaustauschern schafften es diese Wasserfilter-Systeme auch Silikate aus dem Rohwasser zu entfernen.
Die kommunale Aufbereitung von Trinkwasser wurde zum gesetzlichen Standard. Mit dem Reichsseuchengestz von 1900 zur Bekämpfung gemeingefährlicher Krankheiten (Lepra, Cholera, Fleckfieber, Gelbfieber, Pest und Pocken) wurde zum ersten Mal in Deutschland das öffentliche Wasser kontrolliert. Im § 35 steht: „Die dem allgemeinen Gebrauche dienenden Einrichtungen für Versorgung mit Trink- oder Wirtschaftswasser und für Fortschaffung der Abfallstoffe sind fortlaufend durch staatliche Beamte zu überwachen“.

1934 kam das Gesetz über die Vereinheitlichung des Gesundheitswesens. Im § 28 der 3. Durchführungsverordnung steht: „Aufgabe an Gesundheitsamt, auf die Beschaffung ausreichenden und hygienisch einwandfreien Trinkwassers hinzuwirken und Überwachung bestehender Trinkwasserversorgungsanlagen“. Es waren jedoch noch keine rechtsverbindlichen Anforderungen. Erst ab 1959 kam mit der Trinkwasseraufbereitungs-Verordnung die Pflicht nur Zusatzstoffe und deren Höchstmengen nach abgeschlossener Aufbereitung zu gewährleisten. Es folgten 1980 die EG-Trinkwasserrichtlinie, 1986 die Trinkwasserverordnung, 1990 die Neufassung der Trinkwasserverordnung, 1998 Revision der EG-Trinkwasserrichtlinie, 2001 Novellierung der Trinkwasserverordnung, 2011 die 1. Änderung der TrinkwV von 2001, 2012 die 2. Änderung der TrinkwV von 2001 und 2013 die EURATOM-Richtlinie 2013/51/ zu radioaktiven Stoffen im Trinkwasser.

Einen großen Entwicklungsschritt bedeuteten die Wasserfilter auf Basis der Umkehrosmose. Zu Beginn jedoch stand die Entdeckung der Osmose-Membran. Der Geistliche und der erste französische Professor für Experimentalphysik Jean-Antoine Nollet (*1700 - † 1770) gilt als der Entdecker der Osmose und hat vor mehr als 250 Jahren die erstaunliche Eigenschaft einer halbdurchlässigen Membrane entdeckt. Der Professor experimentierte 1748 mit einer Schweinsblase als Trennmedium zwischen Wein und Wasser und erkannte, dass bei zwei unterschiedlichen Stoffen die Membrane nur für den Stoff durchlässig ist, welcher die höhere chemische Dichte hat. Erst rund 100 Jahre später mit der Herstellung künstlicher Membranen, die wesentlich zuverlässiger waren, konnte das Osmose-Prinzip wissenschaftlich erklärt und nachvollzogen werden. Es dauerte weitere 100 Jahre bevor künstliche Membranen industriell genutzt werden konnten.

In den frühen 1950er Jahren stand die NASA vor dem Problem, den Astronauten genügend Trinkwasser bereitzustellen, um längere Aufenthalte im All zu gewährleisten. Ausreichend Wasser mitzunehmen war aufgrund des enormen Gewichtes keine Option. Sie forschte intensiv an der Universität von Kalifornien und entwickelte schließlich aus der Osmose-Technologie eine extrem effiziente Wasserfilter-Technologie. Dies gelang der Weltraumbehörde, da sie die Eigenschaften der Osmose umgekehrt hat. Sie ging vom Verfahren der Osmose hin zur Umkehrosmose.

Während sich bei der normalen Osmose reines Wasser bei der Wanderung durch die Membran mit mineralhaltigem Wasser vermischt, hat die NASA mittels Druck das mineralhaltige oder verunreinigte Wasser gezwungen den umgekehrten Weg zu gehen. Mit der Umkehrosmose wurde das verunreinigte Wasser durch die Membran gepresst und nur die Wassermoleküle konnten die Membrane passieren. Das Ergebnis war ein absolut reines Trinkwasser. Noch heute zählen Wasserfilter-Systeme auf Basis der Umkehrosmose-Technologie zu den effizientesten.

Es waren knapp 10 Jahre an Entwicklung und Forschung nötig, damit aus der Weltraumtechnologie serienreife Wasserfilter für Industrie und Privathaushalt wurden. Heute sind Wasserfilter mit Umkehrosmose-Technologie in zahlreichen Bereichen im Einsatz, wie bei Meerentsalzungen, der kommunalen Wasseraufbereitung, in der Abwasserbeseitigung, im privaten Bereich oder in der Wissenschaft und Medizin zur Produktion von Reinstwasser. Wasserfilter auf Basis der Umkehrosmose zählen zu den effektivsten und leistungsfähigsten Filtersystemen hinsichtlich der Reinheit des gefilterten Wassers. In den USA und Asien sind Umkehrosmose-Wasserfilter weit verbreitet. In Europa wächst das Verbraucherinteresse zunehmend.

Wasserfilter im heutigen 21. Jahrhundert
Nach wie vor wird in der kommunalen Wasseraufbereitung zur Desinfektion üblicherweise Chlor, Ozon und UV eingesetzt. Leider werden global überwiegend noch Wasserfilter-Systeme zur Desinfektion wie vor hundert Jahren genutzt. Doch es gibt auch Wasserbetriebe die vermehrt auf neuere Wasserfilter-Technologien zurückgreifen, wie Aktivkohlefiltration und Umkehrosmose. Dies ist wohl auch der wachsenden Besorgnis über Chlornebenprodukte wie THM (Trihalogenmethane), die als Reaktion zwischen Chlor und organischen Stoffen entstehen, geschuldet. Da THM eine gesundheitliche Bedeutung haben sind Grenzwerte als Summenparameter festgelegt. Insgesamt stehen die Wasserversorger im 21. Jahrhundert vor neuen, großen Herausforderungen. Die zunehmenden Belastungen der Oberflächengewässer und Grundwasserleiter mit Medikamentenrückständen, Röntgenkontrastmittel, Pestiziden, Herbiziden, Nanoplastik, Uran, Nitrat und hunderten anderer chemischen Verbindungen bringen die kommunalen Wasserfiltersysteme an ihre Grenzen. Die Aufgabe der Wasserbetriebe ist es ein gesundheitlich unbedenkliches Trinkwasser zu liefern, was jedoch zunehmend schwieriger wird.

Der Markt für Heim-Wasserfilter wächst stetig. Es gibt Meldungen in diversen Medien und beispielsweise vom Verbraucherschutz NRW, dass Wasserfilter für den Heimgebrauch nicht nötig seien, da die deutsche Trinkwasserverordnung ein unbedenkliches Wasser gewährleistet. Aber garantieren können es die Wasserbetriebe nicht und vor allem gilt die Verpflichtung für ein einwandfreies Wasser nur bis zum Hausanschluss und nicht bis zum Wasserhahn in den eigenen vier Wänden.

Die Geschichte der Wasserfilter zeigt deutlich, wie groß das Bedürfnis der Menschen an reinem, sauberem Wasser ist. Interessant ist auch die Tatsache, dass bereits im alten Indien im Sushruta Samhita, dem zu den bedeutendsten frühen Werken detaillierter Studien über Medizin und Chirurgie in der Menschheitsgeschichte geltenden Text, Wasserfilter für eine gute Gesundheit als notwendig betrachtet wurden. Durch die ganze Geschichte der Wasserfilter gehörte der gesundheitliche Aspekt zu den führenden Gründen das Wasser zu filtern. Eine überraschende Ausnahme des weit verbreiteten Grundwissens der Menschheitsgeschichte bildet die Europäische Union. Die EU entschied nach einer dreijährigen Analyse von 21 Wissenschaftlern, dass regelmäßiges Wassertrinken nicht vor Dehydrierung schützt oder dazu beiträgt Dehydration zu verhindern. Dadurch sind Werbeaussagen, dass Wasser einen positiven gesundheitlichen Aspekt hat und/oder vor Dehydration schützt verboten. Über die Notwendigkeit eines privaten Wasserfilters für den Heimgebrauch muss jeder selbst eine Entscheidung treffen.

In Sachen Reinheit sind die modernen Technologien und Methoden kaum noch zu verbessern. Nur in der Energie- und Kosteneffizienz können noch große Schritte vollzogen werden, vor allem bei den kommunalen Wasserversorgern. Doch Dank den Forschungen und Entwicklungen großer Pioniere sind wir heute in der Lage im Privathaushalt effiziente Wasserfilter, wie die Umkehrosmose, zu nutzen und ein Reinstwasser zu genießen, dass keine Wünsche offen lässt. Ein Wasserfilter ist mehr als nur ein jahrtausendealtes Grundbedürfnis. Es ist Freiheit, Sicherheit und Unabhängigkeit welche sich unsere Vorfahren schwer erarbeitet haben.

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