| Was ist eigentlich Umkehrosmose ??? Umkehrosmose ist ein Filtrationsverfahren, welches
ermöglicht, Stoffe im Molekularbereich auszufiltern. Wie bei der
normalen Filtration wird z. B. verunreinigtes Wasser gegen ein
Filtermaterial gepresst. Die Verunreinigungen bleiben vor dem Filter
zurück und die Wassermoleküle dringen durch.
Als Filtermedium dient eine halbdurchlässige Membrane. Halbdurchlässig
oder auch semipermeabel nennt man einen Stoff, welcher nicht im
eigentlichen Sinn wasserdurchlässig ist, sondern der in seiner
Molekularstruktur Wasser aufnehmen kann.
Die sich dadurch ergebende Porengröße entspricht weniger als einem
zehntausendstel Mikrometer.
Versucht man nun durch eine solche Membrane Wasser hindurchzudrücken,
so spielt der sich durch Osmose entwickelnde Gegendruck eine Rolle. Was ist Osmose? 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 Salz-Ionen 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.
Im genannten Fall würde sich ein osmotischer Druck von etwa 6,8 bar
einstellen.
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.
Die gezeigte Versuchsanordnung
würde jedoch nur sehr kurz arbeiten. Da durch die Membrane
hauptsächlich nur Wassermoleküle gedrückt werden, würde sich
die Lösung vor der Membrane immer weiter aufkonzentrieren. Der
osmotische Druck würde steigen, und das System käme zum Erliegen.
Aus diesem Grund wird im Anwendungsfall vor der Membrane eine kleine
Menge an Konzentrat abgelassen. Je nach der abgelassenen Menge lässt
sich eine bestimmte Aufkonzentrierung einstellen (d. h. die max.
Konzentration regulieren). Durch die eingestellte
Konzentratmenge muss auch vermieden werden, dass es in der Membrane zu Kalkausfällungen kommt.
Das anfallende Konzentrat enthält die gesamten
Verunreinigungen, welche durch das Rohwasser zugeführt wurden, während
im "Permeat" ("Reinstwasser")hauptsächlich Wassermoleküle vorhanden sind. Der nötige Arbeitsdruck
ist durch den Wasserdruck aus der Wasserleitung vorhanden oder wird
im Anwendungsfall (z. B. auf Booten oder in Berghütten) durch eine
Booster-Pumpe
erzeugt. (Auf Wunsch erhältlich. Bitte anfragen 06438-5106.)
In der Praxis sind die Umkehrosmosemembranen so
angeordnet, dass die Hauptflussrichtung sich quer zur Membrane befindet.
Der Abfluss an Konzentrat bewirkt bei diesem Aufbau, dass sich vor der
Membrane nur ein sehr geringer Filterkuchen aufbauen kann. Dieser lässt
sich durch eine kurzzeitige Erhöhung der
Konzentrat-Fließgeschwindigkeit von Zeit zu Zeit wieder entfernen
(Spülung).
Inhalte erstellt von
Jens-Peter Kleinhenz
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