Schlammindex-Test: Von der Probe zur Entscheidung über das RO-Speisewasser

Der Schlammindex misst, wie schnell ein kleiner Testfilter durch eine Wasserprobe zugesetzt wird. Ingenieure nutzen ihn, um das Partikelfouling-Potenzial vor der Umkehrosmose zu prüfen. Ein aussagekräftiges Ergebnis ist mehr als nur eine Zahl. Probenahmestelle, Testdauer, Verblockungsgrad und der Grenzwert für das Membran-Speisewasser müssen zusammenpassen.

Aktualisiert im Oktober 2026

Ein niedriger Messwert kann bei der Beurteilung der Vorbehandlung helfen. Er schließt nicht alle Ursachen für Membranfouling aus, und ein hoher Messwert lässt nicht auf das ausgefallene Bauteil schließen. Diese Anleitung begleitet die Messung bis zur Kaufentscheidung und enthält beispielhafte Berechnungen.

Was der Schlammindex misst

Was ist der Schlammindex?

Der Schlammindex ist ein empirischer Messwert für die Filterverblockung. Er dient dazu, die Neigung von Wasser zu partikulärem und kolloidalem Fouling bei RO- und NF-Anwendungen zu beurteilen. Beim Standardtest wird verglichen, wie lange es dauert, vor und nach einem festgelegten Filtrationsintervall dasselbe Wasservolumen aufzufangen. Die Masse suspendierter Feststoffe wird dabei nicht gemessen.

Längere Auffangzeiten werden auf einen zugesetzten Membranfilter zurückgeführt. Der resultierende Index beschreibt diese Veränderung unter den Testbedingungen. Ein Kolloid, eine Eisenablagerung und ein organisches Partikel können den Filter unterschiedlich beeinflussen. Gleiche Feststoffkonzentrationen führen nicht unbedingt zu gleichen Ergebnissen. ASTM D4189-23 stellt klar, dass sich aufgrund von Partikelgröße, -form und -beschaffenheit keine absolute Mengenmessung ergibt.

Der öffentliche Anwendungsbereich von ASTM D4189-23 sieht vor, dass das Verfahren auf Wasser mit einer Trübung unter 1.0 NTU angewendet werden kann. Ausgenommen sind außerdem Reinstwasser der Typen D1193 Type I, II und III sowie Ablaufwasser der meisten Umkehrosmose- und Ultrafiltrationsanlagen. Prüfen Sie bei sehr sauberem Wasser, ob das Verfahren anwendbar ist; gehen Sie nicht davon aus, dass jedes UF-Filtrat in den Anwendungsbereich fällt.

Für den Anlagenbetrieb ist vor allem entscheidend, ob die Probe das Wasser repräsentiert, das mit den Elementen in Kontakt kommt. Kennzeichnen Sie eine Probe am Zulauf und eine Probe des RO-Speisewassers eindeutig und getrennt. Selbst eine korrekte Messung kann zu einer falschen Anlagenentscheidung führen, wenn sie von der falschen Prozessstelle stammt.

So führen Sie einen SDI-Test durch

Wie führt man einen SDI-Test durch?

Führen Sie den SDI-Test mit einem sauberen Filterhalter, einem neuen 0.45-Mikron-Filter und geregeltem Wasserdruck durch. Spülen Sie den Probenahmeanschluss, entfernen Sie eingeschlossene Luft und messen Sie die Temperatur. Erfassen Sie die Zeit und das entnommene Volumen. Lassen Sie die Filtration zwischen den Messungen weiterlaufen und wiederholen Sie die Messung in den gewählten Intervallen.

Ein manuelles Testkit umfasst üblicherweise einen Druckregler mit Manometer, einen Membranfilterhalter, einen Messzylinder, ein Thermometer, eine Stoppuhr und eine Pinzette. Ein konstanter Wasserdruck ist wichtig: Eine Druckänderung verändert den Volumenstrom durch den Filter und kann wie eine Änderung der Wasserqualität wirken.

Halten Sie die anfängliche und die abschließende Wassertemperatur innerhalb des im Verfahren festgelegten Bereichs. Das von Hydranautics veröffentlichte Verfahren begrenzt die Temperaturänderung auf maximal 1°C. Unterbrechen Sie den Volumenstrom während der Wartezeit nicht. Wird der Durchfluss erst zum Befüllen des Messzylinders gestartet, entsteht ein anderer Messablauf. Die Zusammenfassung der SDI-Forschung der University of Twente enthält weitere Informationen zu den Testbedingungen und erläutert einige Messverfahren.

SDI-Berechnung: Sekunden und Minuten getrennt halten

Wie berechne ich den Schlammindex (SDI)?

Berechnen Sie den SDI wie folgt: SDI = 100 (1 – ti/tf) / T. Die Auffangzeit wird in Sekunden angegeben, T in Minuten. Der Index benennt das Zeitintervall, nicht das Volumen des befüllten Zylinders.

Das Verhältnis t_i/t_f vergleicht indirekt die Auffangraten, weil die aufgefangenen Volumina gleich sind. Wird für T statt 15 Minuten der Wert 900 Sekunden eingesetzt, ändert sich das Ergebnis ebenfalls um den Faktor 60.

Angenommen, ein Anlagenbediener prüft eine stabile Speisewasserprobe. Für die ersten 500 mL werden 20 Sekunden benötigt; bei der Messung nach 15 Minuten dauert es für dasselbe Volumen 40 Sekunden. Das Verhältnis beträgt 20 ÷ 40 = 0.5, also P = 100 × (1 − 0.5) = 50 %. 50 geteilt durch 15 ergibt einen SDI15 von 3,33 %/min. Der Anlagenbediener notiert beide Messzeiten statt nur „3.33“. So kann eine zweite Person die Rechnung nachvollziehen, den Verblockungsgrad von 50 % prüfen und den Messwert mit der Speisewasseranforderung des gewählten Elements vergleichen. Das Ergebnis hilft bei diesem Vergleich; es sagt nicht voraus, wann die nächste Reinigung erforderlich ist.

Der Verblockungsgrad und der Index gehören in den Prüfbericht. Ein Rechner, der ein grünes oder rotes Ergebnis ausgibt, lässt die notwendigen Messprüfungen aus, mit denen sich die Aussage begründen lässt. Berechnung und Verblockungsgrenzwert richten sich nach dem veröffentlichten Verfahren von Hydranautics.

Ist dieses SDI-Ergebnis für einen Vergleich ausreichend valide?

Prüfen Sie Eignung der Probe, Druck, Temperatur, Filterkennzeichnung und Verblockungsgrad, bevor Sie ein SDI-Ergebnis mit einem Speisewassergrenzwert vergleichen. Das veröffentlichte Prüfverfahren sieht einen Verblockungsgrad von höchstens 75 % vor; bei einem höheren Wert ist ein neuer Test mit kürzerem Intervall erforderlich. Eine Rechnung kann mathematisch korrekt sein und dennoch außerhalb der zulässigen Genauigkeit liegen.

Bei einem 15-minütigen Test entspricht eine Verblockung von 75 % dem Wert 75/15 = 5. Eine vollständige Verblockung entspricht 100/15 = 6.67. Bei einem 5-minütigen Test entspräche die Verblockung 100/5 = 20. Ein Test kann verkürzt werden; die Bezeichnung und das Beobachtungsfenster müssen dann entsprechend angepasst werden. Ein SDI5 ist nicht dasselbe wie ein SDI15.

Gleicher SDI, andere Entscheidung

Die folgenden Fälle zeigen unterschiedliche berechnete Ergebnisse und die jeweils durch die vorliegenden Daten begründete Entscheidung.

Stellen Sie sich nun vor, ein Käufer erhält den zweiten Fall von oben und sieht auf einer Membranseite einen Speisewassergrenzwert von 6. Diese beiden Zahlen direkt abzugleichen, scheint praktisch. Der Test hat jedoch eine Verblockung von 90 % erreicht und liegt damit über dem Grenzwert von 75 %. Das berechnete Ergebnis kann die Auswahl daher nicht entscheiden. Sinnvoll ist es, die vorherigen Messwerte einzuholen oder den Test mit kürzerem Intervall zu wiederholen und die tatsächliche Dauer beizubehalten. Anschließend kann der Käufer einen vollständigen Prüfbericht mit dem vom Lieferanten angegebenen Akzeptanzverfahren vergleichen. An diesem Punkt ein Element mit höherer Toleranz zu kaufen, würde das Messproblem nicht lösen und könnte zu Ausgaben führen, bevor der Zustand des Speisewassers geprüft wurde.

Der SDI kann je nach Temperatur und Hersteller des Membranfilters variieren. In seiner öffentlichen Erläuterung zur Bedeutung warnt ASTM, dass Ergebnisse bei unterschiedlichen Temperaturen „nicht unbedingt vergleichbar“ sind.

Vergleichen Sie Messwerte erst nach Prüfung der Messbedingungen: Werte bei unterschiedlichen Temperaturen sind „nicht unbedingt vergleichbar“.

Allein dieselbe Filtermarke zu verwenden, beseitigt die Unsicherheit nicht. Eine Studie aus dem Jahr 2011 zu den Eigenschaften von Testmembranen stellte sowohl innerhalb einer Charge als auch zwischen Filtertypen Abweichungen fest. Wiederholen Sie einen grenznahen Test, statt die letzte Dezimalstelle als eindeutigen Unterschied in der Wasserqualität zu behandeln.

Typische SDI-Werte und Gültigkeit des Tests

Ab wann gilt ein SDI als hoch?

Ein SDI ist hoch, wenn er bei gültigem Test den für die gewählte Membran und Wasserquelle festgelegten Speisewassergrenzwert überschreitet. In der zitierten Hochschulforschung gelten Werte unter 3 als Referenz für die Vorbehandlung bei Speisewasser für RO-Hohlfasermembranen; auf manchen Produktseiten ist hingegen ein Höchstwert von 5 angegeben. Keiner der beiden Werte legt allgemein ein Reinigungsintervall oder eine Garantiebedingung fest.

Bei höheren Werten ist diese Unterscheidung wichtig. Für T = 15 Minuten weist ein Ergebnis über 5 auf eine Verblockung von mehr als 75 % hin, basierend auf der hier verwendeten Formel. Prüfen Sie zuerst die Messung und die Dauer. Die Betriebsgrenze des Lieferanten beantwortet die separate Frage zum Membranelement und sollte zusammen mit den angegebenen Speisewasserbedingungen betrachtet werden.

Nähert sich eine Anlage ihrem Zielwert, verwenden Sie eine reproduzierbare Referenzmessung und erfassen Sie die Streuung der Ergebnisse. Eine Veränderung bei einer einzelnen Probe sollte zunächst eine Überprüfung der Prozessbedingungen auslösen, bevor der Prozess angepasst wird. Ein SDI von 3 in einer Zulaufprobe und derselbe Wert nach der Endfiltration repräsentieren unterschiedliche Stellen im Anlagenstrang. Die Zusammenfassung der Forschung der University of Twente behandelt Referenzwerte für die Vorbehandlung und die Grenzen des Index.

SDI im Vergleich zu Trübung, TSS und MFI

Trübung und suspendierte Feststoffe erfassen unterschiedliche Größen: die optische Reaktion und die zurückgehaltene Masse. Der SDI misst die Filterverblockung. Beim MFI wird das Filtrationsverhalten zur Beurteilung des partikulären Fouling herangezogen. Diese Messgrößen beantworten unterschiedliche Fragen. Ein niedriger Trübungs- oder TSS-Wert lässt sich daher nicht pauschal in einen SDI-Wert umrechnen.

Die öffentliche Beschreibung des MFI nach ASTM D8002-24 wird als Beleg dafür angeführt, dass es ein anderes Verfahren zur Bestimmung des Fouling-Index gibt. Zwischen SDI und Partikelbelastung besteht ein nichtlineares Verhältnis. Eine Senkung des Index um 50 % bedeutet nicht, dass 50 % der Partikel entfernt wurden.

Kontrollierte Versuche zeigen außerdem, dass Foulingstoffgemische die beiden Indizes unterschiedlich beeinflussen können. Eine Studie aus dem Jahr 2025 zu Partikelgröße und Foulingstoffkonzentration ergab, dass der MFI-0.45 in den untersuchten Laborgemischen stärker reagierte als der SDI. Das spricht dafür, eine zweite Messung in Betracht zu ziehen, wenn eine Veränderung von einem einzelnen Index nicht erfasst wird. Daraus ergibt sich jedoch keine allgemeingültige Umrechnung, und auch die Feldleistung einer bestimmten Vorbehandlungsanlage lässt sich damit nicht nachweisen.

Wenn Sie Proben im Labor für einen Anlagenkauf vergleichen, sollte das Prüfverfahren neben jedem Ergebnis angegeben sein. Gruppieren Sie SDI-Werte, die unter vergleichbaren Bedingungen ermittelt wurden. Führen Sie mg/L, NTU und %/min in getrennten Spalten. Behandeln Sie die von einem automatisierten Gerät ausgegebene „Fouling-Kapazität“ oder „Fouling-Neigung“ als eine klar definierte Messgröße und prüfen Sie deren Bedeutung, statt sie als Synonym für dieselbe Messung anzunehmen.

Warum der SDI-Wert steigt

Ein erhöhter SDI kann darauf zurückgehen, dass die Probe den Testfilter schneller zusetzt oder sich die Messbedingungen verändert haben. Berücksichtigen Sie beide Möglichkeiten. Prüfen Sie zuerst Druck, Temperatur sowie den Umgang mit Luft und Filter. Vergleichen Sie anschließend eindeutig gekennzeichnete Proben aus verschiedenen Vorbehandlungsstufen. Ein hoher Messwert weist nicht auf die Quelle des Materials hin.

Mögliche Schlammquellen sind feine Mineralpartikel, organische Kolloide, Eisenkorrosionsprodukte und ausgefälltes Eisenhydroxid. Die Zusammensetzung kann sich mit Ereignissen im Rohwasser, Störungen des Filters oder einer veränderten Dosierung ändern. Das Aussehen allein zeigt nicht, welcher Bestandteil die Filterscheibe zusetzt.

Nach einer Rückspülung ist die Reproduzierbarkeit besonders wertvoll. Eine Studie im großtechnischen Maßstab zeigte Schwankungen partikulärer Indizes während der Reifung von Filtern. Kennzeichnen Sie solche Proben getrennt von Proben aus dem Normalbetrieb, damit kurze Ereignisse nicht unbemerkt bleiben und in die „unbekannte Normalität“ einfließen.

Beginnen Sie mit den einfachsten Beobachtungen. Ist der Probenahmehahn sauber? Hält der Druckregler den Druck? Wiederholt sich der Trend mit einer neuen Filterscheibe? Wenn eine Prozessänderung auftritt und unter vergleichbaren Bedingungen bestehen bleibt, prüfen Sie den vorgelagerten Prozess. Eine Untersuchung zu SDI, Druck und Membranwiderstand ergab, dass hohe Messwerte nach der UF nicht immer auf einen Ausfall der UF-Anlage hindeuteten. Ziehen Sie mehr als eine Prozessgröße heran, um das Anlagenverhalten zu verstehen.

SDI senken, ohne ein anderes Risiko zu übersehen

Ermitteln Sie, an welcher Stelle die Partikelkontrolle nachlässt, und verbessern Sie die Leistung dieser Stufe, um den SDI zu senken. Vergleichende Proben vor und nach der Filtration können helfen, eine Veränderung zu lokalisieren, sofern die Testbedingungen übereinstimmen. Zu den möglichen Behandlungsverfahren zählen Koagulation, Medienfiltration, Mikrofiltration und Ultrafiltration. Welches Verfahren geeignet ist, hängt jedoch von der Speisewasserchemie, den Betriebsanforderungen und dem Index ab.

Vergleichen Sie bei der Beurteilung der Vorbehandlung Wasser aus demselben Betriebszeitraum. Notieren Sie zu den Proben den Volumenstrom, den Zeitpunkt der Rückspülung, den Anlagenzustand und weitere relevante Angaben. Filtrationssysteme können sich beim Anfahren anders verhalten als im stationären Betrieb. Eine feinere Kartusche kann andere Stoffe zurückhalten, ohne die Ursache im vorgelagerten Prozess zu beheben. Einen Überblick zu Anlagensträngen finden Sie in unserem Leitfaden zur industriellen RO-Vorbehandlung. Dieser Artikel konzentriert sich darauf, welche Aussagen die Messung ermöglicht.

Ein veröffentlichter Fall zur Meerwasser-Umkehrosmose zeigt, warum ein besserer Partikelindex nur einen Teil der Entscheidung ausmacht. Abushaban und Kollegen untersuchten eine zweistufige Vorbehandlung mit Dual-Media-Filtration in einer großtechnischen Entsalzungsanlage. Das endgültige SWRO-Speisewasser wies einen SDI15 von etwa 3 %/min auf; die Indikatoren für biologisches und organisches Fouling-Potenzial wurden jedoch deutlich weniger entfernt als die Partikelindikatoren. Ein Anlagenleiter würde bei dieser Kombination den Wert zur Partikelkontrolle festhalten und den verbleibenden Fouling-Pfad untersuchen. Zusätzliche Kartuschen allein zur weiteren Senkung des Messwerts zu bestellen, könnte den Austauschaufwand erhöhen und das biologische Problem ungelöst lassen. Ziel ist es, die Diagnose zu erweitern, bevor Geld für einen ungeeigneten Rückhaltemechanismus ausgegeben wird.

Die Vorbehandlungsstudie im großtechnischen Maßstab aus dem Jahr 2021 berichtete unter den dortigen Betriebsbedingungen von einer starken Verringerung des Partikelindex, aber nur von einer Entfernung des biologischen/organischen Fouling-Potenzials um 24–41 %. Die Ergebnisse beziehen sich auf diese Studie und nicht auf Produkte von Blue Membrane.

Untersuchen Sie bei Membrananlagen, einschließlich Umkehrosmoseanlagen, bei denen trotz niedriger Messwerte der Druckverlust steigt oder die Leistung sinkt, neben partikulärem Fouling auch biologisches und organisches Fouling sowie Scaling. Änderungen der Chemikaliendosierung oder der Reinigungschemie erfordern eine geeignete Analyse der Wasserqualität und müssen gemäß den Herstelleranweisungen für die Membran erfolgen. Der SDI kann die Chemikaliendosierung nicht bestimmen.

Vom SDI-Ergebnis zur Entscheidung: Prüfprotokoll

Ein aussagekräftiges SDI-Protokoll verbindet die Rohdaten des Tests mit der daraus abgeleiteten Maßnahme. Es liefert dem Anlagenbediener reproduzierbare Messwerte, der für Wasserqualität zuständigen Person eine Gültigkeitsprüfung und dem Einkauf eine festgelegte Membrananforderung. Die folgenden fünf Prüfungen verhindern, dass eine fehlende Testdauer oder Probenahmestelle zum unnötigen Kauf von Elementen oder Vorbehandlungsanlagen führt.

Foulingresistente Membranen: Grenzwert auf das Modell abstimmen

Auf der Seite zur Z1-Membran für Brackwasser nennt Blue Membrane einen maximalen SDI15-Wert im Speisewasser von 5. Auf der Seite zur foulingresistenten RO-Membran Z2 wird ein Wert von 6 angegeben. Dabei handelt es sich um Speisewasser-Spezifikationen der jeweiligen Modellfamilien. Der höhere Wert macht einen Test mit 90 % verstopfter Membran nach 15 Minuten weder genauer noch macht er eine Vorbehandlung überflüssig.

Bei spiralgewickelten Umkehrosmosemembranen sollten Sie das Element anhand des vollständigen Speisewasserberichts und der Anlagenanforderungen beurteilen. Membranhersteller legen außerdem Betriebsgrenzen fest, unter anderem für Temperatur und chemische Zusammensetzung. Unterscheiden Sie eine angegebene Speisewassertoleranz von den Bedingungen, unter denen Volumenstrom und Salzrückhalt geprüft werden; es sind unterschiedliche Teile der Produktspezifikation.

Übernehmen Sie diese Angaben in Ihre Angebotsanfrage. Fügen Sie unbedingt das Original-Testprotokoll bei, damit der Lieferant die Fragen zu Prüfverfahren und Modell im selben Schritt beantworten kann.

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Häufig gestellte Fragen

Kann der SDI negativ sein?

Was ist der MFI in der Wasseraufbereitung?

Sind SDI-Prüfkits erhältlich?

Welche Einheit hat der Schluffdichteindex?

Wie oft sollte der SDI gemessen werden?