Umkehrosmose

Die Umkehrosmose, auch Reverse Osmose (RO) genannt, ist ein Membranverfahren, das neben partikulären Stoffen im Wasser auch Ionen zurück hält. Eine Umkehrosmose beruht auf dem Effekt der Osmose, bei dem ein Austausch von Stoffen über eine ionendurchlässige Membran erfolgt. Die Triebkraft für den Prozess beruht auf unterschiedlichen Konzentrationen zu beiden Seiten der Membran. Da die Membranen für die Durchlässigkeit unterschiedlicher Ionen herstellbar sind, besteht die Möglichkeit, Ionen selektiv an- oder abzureichern, solange entsprechende Lösemittel für die gewünschte Konzentrationsänderung verfügbar sind.

Anstelle der unterschiedlichen Konzentration kann die Ionentrennung auch durch unterschiedlichen Druck auf beiden Seiten der Membran in Gang gesetzt werden. Dieser Effekt ist unter dem Begriff Umkehrosmose bekannt. Dabei wird ein Druck auf die konzentrierte Lösung ausgeübt, um den osmotischen Druck dieser Lösung zu überwinden. Das Lösemittel tritt wieder durch die Membran hindurch und alle gelösten Wasserinhaltsstoffe bleiben auf der Seite des Konzentrats zurück. Großtechnisch wird eine Umkehrosmoseanlage als Cross-Flow-Filtration betrieben. Dabei wird der Rohwasserzulauf aufgeteilt in ein Reinwasser, das Permeat mit einem Anteil von 75 % bis 80 % und einem Restsalzgehalt von etwa 2 %. Alle anderen Wasserinhaltsstoffe werden mit dem Konzentrat der Anlage kontinuierlich ausgeschleust.

Ein wesentlicher Teil einer Umkehrosmoseanlage ist die Vorbehandlung, um eine Belegung (Scaling) durch Calcium und Magnesium auf den Membranen zu verhindern. Dazu werden die Wasserenthärtung durch Ionenaustausch oder Härtestabilisierung mit einem Antiscalant eingesetzt.

Bei modernen Anlagen kann die Wasserausbeute durch Einsatz beispielsweise einer Konzentratstufe gesteigert werden. Ferner kann durch den Einsatz von drehzahlgeregelten Pumpen die Permeatleistung variabler angepasst werden. Mit solchen Maßnahmen und der Verwendung von speziellen Niederdruckmembranen lässt sich der Energiebedarf der Gesamtanlage deutlich verbessern.

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