Funktionsprinzip
Beim Osmosevorgang in der Natur streben Konzentrationen zwischen einer semipermeablen Membran nach einem Ausgleich des Konzentrationsgefälles. Wenn auf der einen Seite eine Lösung mit niedriger Konzentration ist, und auf der anderen Seite eine Lösung mit einer höheren Konzentration, können zwei Dinge passieren, abhängig davon, auf welcher Seite die Membran durchlässig ist:
- Es strömt Wasser von der Seite der niedrigeren Konzentration zur höheren um diese zu verdünnen
- Es strömen Ionen aus der Lösung von der höheren Konzentration zur niedrigeren Konzentration
Zwischen den beiden Seiten herrscht osmotischer Druck, der abhängig von der Konzentration der Lösung ist.
In der Natur werden auf diese Weise Transportvorgänge in die Zellen bewerkstelligt. Bei der Umkehrosmose wird dieses Prinzip aber umgekehrt.
Unter einem höheren als dem osmotischen Druck wird das Wasser gegen die Membran gepresst, alle Ionen aus der höheren Konzentration bleiben zurück. Durch die sehr geringe Porengröße (bis zu 0,0001 Micron) der Membran bleiben alle Moleküle, die größer sind als die Wassermoleküle an der Membran zurück. Das sind etwa 99,9 Prozent aller Verunreinigungen.
Verhinderung des Zusetzens der Membran
Da im Wasser sehr viele gelöste Stoffe enthalten sind (Schadstoffe, Kalk, Mineralien) setzt sich die Membran sehr schnell mit dem sogenannten Konzentrat zu. Der osmotische Druck würde bei diesem Konzentrationsgefälle zwischen Konzentrat auf der einen und Permeat auf der anderen Seite unüberwindlich hoch, der Prozess würde zum Erliegen kommen.
Deshalb wird immer wieder mit nachkommendem Wasser gespült, um den sich bildenden „Filterkuchen“ von der Membran abzuspülen. Deshalb benötigen die meisten Umkehrosmose-Anlagen eine so hohe Wassermenge für die Reinigung des Wassers. Einzelne Anlagen brauchen beinahe 10 Liter Wasser zur Erzeugung eines Liters sauberen Wassers.
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