Grundprinzip der Umkehrosmose
Wenn reines Wasser und Salzwasser durch eine ideale semipermeable Membran getrennt werden, lässt die Membran nur Wasser durch, verhindert jedoch den Durchtritt von Salz. Wasser auf der Reinwasserseite fließt spontan durch die Membran in die Salzwasserseite, ein Phänomen, das als Osmose bekannt ist. Durch Druck auf die Salzwasserseite wird dieser Fluss gehemmt. Wenn der angelegte Druck dem osmotischen Druck entspricht, ist der Nettowasserfluss Null. Übersteigt der angelegte Druck den osmotischen Druck, kehrt sich die Strömungsrichtung um, wodurch das Wasser im Salzwasser zur Reinwasserseite fließt. Dieses Phänomen liegt dem Grundprinzip der Wasseraufbereitung durch Umkehrosmose (RO) zugrunde.
Einführung in die Umkehrosmose
Die Porengröße einer RO-Membran beträgt nur einen Nanometer (1 Nanometer = 10^-9 Meter). Unter einem bestimmten Druck können H2O-Moleküle die RO-Membran passieren, während anorganische Salze, Schwermetallionen, organische Stoffe, Kolloide, Bakterien, Viren und andere Verunreinigungen dies nicht können. Dadurch wird reines Wasser effektiv vom konzentrierten Wasser getrennt.
Zweck und Überlegungen zur Umkehrosmose-Vorbehandlung
Beim Einsatz einer Umkehrosmoseanlage muss besonderes Augenmerk auf die Rohwasservorbehandlung gelegt werden. Dadurch soll eine Verstopfung des Systems vermieden werden, indem Schwebstoffe entfernt und Trübungen reduziert werden. Auch eine Sterilisation ist notwendig, um mikrobielles Wachstum zu verhindern.
Umkehrosmose erfordert einen geringen Anteil an Schwebstoffen im Rohwasser. Der Verschmutzungsindex misst die Wasserqualität in Bezug auf Schwebstoffe, die für die Bestimmung einer möglichen Verstopfung des RO-Systems unerlässlich sind. Der Verschmutzungsindex sollte 5 nicht überschreiten, mit einem empfohlenen Wert von weniger als 3. Der pH-Wert des Einlasswassers sollte den Anforderungen der RO-Membran entsprechen und die Temperatur sollte kontrolliert werden, um die Integrität und Leistung der Membran aufrechtzuerhalten. Typischerweise ist für organische Membranen ein Temperaturbereich von 20–40 °C geeignet, während für Verbundmembranen 5–45 °C geeignet sind.
