über Umkehrosmose
Was ist die Umkehrosmose ?
( über Umkehrosmose )
Ein Verfahren, daß alle gelösten Stoffe auf rein mechanischer Wirkungsweise entfernt. Hier wird das Wasser durch eine halbdurchlässige Membrane gepreßt, deren Poren so fein sind, daß fast nur Wassermoleküle durchdringen. Die zurückbleibenden Stoffe werden hier nicht gesammelt, sondern ins Abwasser abgegeben. Dadurch wird die Umwelt nicht durch Zusatzstoffe belastet. Großtechnisch wird mit diesem Verfahren sogar Meerwasser entsalzt. Umkehrosmosegeräte haben sich weltweit viele Millionen mal bewehrt. Das erzeugte Wasser ist in seiner Reinheit nur mit einigen wenigen natürlichen Quellen zu vergleichen. Trennt man zwei gleichartige Flüssigkeiten durch eine halbdurchlässige Membrane, so wandern nach dem Prinzip der Braunschen Molekularbewegung Flüssigkeitsmoleküle von beiden Seiten im Wechsel durch die Membrane. In diesem Fall würde sich der Druck auf beiden Seiten in der Waage halten. Der osmotische Druck wäre gleich null. Trennt man nun z.B. eine einprozentige Salzlösung durch eine gleichartige Membrane von destilliertem Wasser, so findet auch hier Braunsche Molekularbewegung statt. Auf der verunreinigten Seite wird aber durch die vorhandenen Salzionen die für die Wassermoleküle freie Fläche verkleinert. Dadurch können von der Seite mit dem destillierten Wasser mehr Wassermoleküle zur verunreinigten Seite wandern, als umgekehrt. Der Druck auf der verunreinigten Seite würde so lange ansteigen, bis sich die Anzahl der Molekülwechsel auf beiden Seiten angleicht. Das Ziel aber, möglichst reines Wasser durch diese Membrane zu befördern, wird dann erreicht. wenn man auf der verunreinigten Seite einen Druck erzeugt, welcher wesentlich höher ist als der osmotische Druck.
Abwasserentstehung bei der Umkehrosmose
Da während des Betriebs ständig Leitungswasser mit den darin enthaltenen Substanzen nachfließt, müssen die von der Membran zurückgehaltenen Stoffe laufend abgeführt werden, damit ein Verstopfen der Membran verhindert wird. Eine Umkehrosmoseanlage produziert infolgedessen neben dem Reinwasser auch Abwasser (Konzentrat), das die unerwünschten Substanzen in erhöhter Konzentration enthält und die weggespült werden. Hierbei wird sogleich einer der gravierenden Unterschiede der Umkehrosmosetechnik zu Techniken mit Akkumulationsfiltern deutlich. Der Wirkungsgrad (Menge des filtrierten Wassers pro Menge Rohwasser aus der Leitung) ist nie Eins, da stets „Abwasser“ entsteht. Das mit Schadstoffen angereicherte Abwasser wird aber permanent abgeführt, so dass es nie zur Akkumulation von zurückgehaltenen Schadstoffen an der Osmosemembran kommen kann. Zur Reduktion dieses Abwassers – und damit einer Steigerung des Wirkungsgrades – ist bei unseren Anlagen ist eine patentierte Permeatpumpe (stromlos) montiert, die das Abwasser um ca. 85% reduziert!
Die Membran als wichtigster Teil des Umkehrosmose-Verfahrens
In den letzten Jahren hat sich die Membrantechnik stark weiterentwickelt. Während in den vergangenen Jahren Zelluloseazetat-Membranen gebräuchlich waren, hat sich in den letzten Jahren die Polysulfon-Membran auf dem Markt durchgesetzt. Die Membran stellt ein komplexes Gebilde dar. Die durchschnittliche Lebensdauer der von uns verwendeten Membranen beträgt ca. 5 bis 7 Jahre. Die Reinigungsleistung und die Ausbeute einer Umkehrosmosemembran hängen von vielen Faktoren ab. So zum Beispiel auch vom Rohwasserdruck. Unsere Anlagen für den Haushalt arbeiten in der Regel bei einem Wasserdruck zwischen 2,8 bis 6 bar. Sollte Ihre Wasserversorgung weniger Druck aufweisen ist dies jedoch auch kein Problem, da wir auch individuelle Lösungen anbieten. Mit wachsendem Druck steigt auch die Menge des erzeugten Reinwassers. Wenn z.B. eine Anlage bei 4 bar und 10°C 30 l/Tage erzeugt, kann diese Anlage bei doppeltem Druck die doppelte Menge Reinwasser produzieren. Das Verhältnis Konzentratmenge zu Reinwassermenge verändert sich ebenfalls leicht bei verschiedenen Drücken. Doch bei Kleinanlagen, die im Bereich von 3-6 bar betrieben werden, kann diese leichte Veränderung des Verhältnisses vernachlässigt werden Die Temperatur verändert zusätzlich die Ausbeute des Reinwasser. Mit steigender Temperatur nimmt die Beweglichkeit der Wassermoleküle zu, und so kann mehr Wasser durch die Membran gedrückt werden. Die Reinwasserleistung steigert sich z.B. um 60%, wenn die Temperatur von 10°C auf 25°C erhöht wird. Eine Leistungssteigerung durch Temperaturerhöhung sollte aber dennoch nicht versucht werden, da Umkehrosmosemembranen normalerweise temperaturempfindlich sind. Eine Temperatur von 30°C sollte nicht überschritten werden.
NASA-Technik für jedermann
Entwickelt wurde die Technik in den 60er Jahren im Auftrag der NASA, die ein Trinkwasser-Recycling-System für bemannte Weltraumflüge benötigte. Bis heute kommen alle Membrane namhafter Hersteller aus den USA. Das bedeutendste Anwendungsgebiet ist heutzutage die großtechnische Meerwasserentsalzung. Weitere Einsatzbereiche finden sich in der Lebensmittelindustrie (Aufkonzentrieren von Fruchtsäften), Medizin (Dialyse), Abwasser-Recycling (z.B. in galvanischen Betrieben). In den USA haben Umkehrosmoseanlagen schon längst Einzug in die Haushalte gehalten. Ein Wasserfilter mit Osmosetechnik gehört dort mittlerweile zum Standard einer gut ausgestatteten Küche.
Für weitere Fragen über verschiedene Verfahren zur Wassseraufbereitung und über Umkehrosmose steht Ihnen unser Team gerne zur Verfügung !
