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 Wie funktioniert die Umkehrosmose?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
 
Quelle: Bernart Medizintechnik und Trinkwassersysteme Leitungswasser wird mit dem Druck der Wasserleitung gegen die Membrane gedrückt.
Diese ist nur in einer Richtung durchlässig.
Elektonenmikroskopisch winzige Poren (Größe 0.0001 Micron !) erlauben nur den Wasser- molekülen, die Membran zu passieren
(siehe Abbildung links).
Alle größeren Moleküle werden abgefangen und mit nachfließendem Wasser abgespült.
(s. kleine Abb. links).
(s. auch Abb. Größenvergleich
und Tabellen unten)
Diese natürliche Art der Wasserreinigung setzt keine Chemikalien, keinen Strom
und keine Magnetfelder ein.
Grafik RAS
Verschiedene Trinkwasser-Filtersysteme
im Vergleich
Schad-
stoffe Umkehr-
Osmose Ionenaus-
tauscher Aktivkohle-
filter Sediment-
filter
giftige Arsen- verbindungen JA JA nein nein
Blei JA JA nein nein
Cadmium JA JA nein nein
Natrium JA JA nein nein
Sulfat JA JA nein nein
Calcium JA JA nein nein
Magnesium JA JA nein nein
Phosphate JA JA nein nein
Chloride JA JA nein nein
Fluoride JA JA nein nein
Nitrate JA JA nein nein
Colibakterien JA nein teilweise nein
Viren JA nein nein nein
Organische Stoffe JA nein JA nein
(THM) (TEE) JA nein JA nein
Dioxine JA nein nein nein
radioaktive Stoffe JA JA nein nein
Chlor JA nein JA nein
Pestizide JA nein JA nein
Sediment JA nein teilweise JA
schlechter Geschmack JA nein JA nein
 Wasser-
druck Salz-
erneuerung Wasser-
druck Wasser-
druck
JA = Entfernung  teilweise   =teilweise Entfernung nein = keine Entfernung
* mit Silber imprägnierte Aktivkohle
Wie funktioniert die Umkehrosmose?

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 durch eine Booster-Pumpe erzeugt. 

 Membrane
 
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). 
Leitungswasser wird mit dem Druck der Wasserleitung gegen die Membrane gedrückt.
Diese ist nur in einer Richtung durchlässig.
Elektonenmikroskopisch winzige Poren (Größe 0.0001 Micron !) erlauben nur den Wasser- molekülen, die Membran zu passieren.

Alle größeren Moleküle werden abgefangen und mit nachfließendem Wasser abgespült.

(s. auch Abb. Größenvergleich und Tabellen unten)

Diese natürliche Art der Wasserreinigung setzt keine Chemikalien, keinen Strom
und keine Magnetfelder ein.


Verschiedene Trinkwasser-Filtersysteme im Vergleich

Schad-stoffe                         Umkehr-Osmose    Ionenaus-tauscher   Aktivkohle-filter   Sediment-filter

giftige Arsen-
verbindungen                                JA                           JA                      nein                   nein
Blei                                               JA                          JA                      nein                   nein
Cadmium                                      JA                           JA                      nein                   nein
Natrium                                        JA                           JA                      nein                   nein
Sulfat                                           JA                           JA                      nein                   nein
Calcium                                        JA                           JA                      nein                   nein
Magnesium                                   JA                           JA                      nein                   nein
Phosphate                                    JA                           JA                      nein                   nein
Chloride                                       JA                           JA                      nein                   nein
Fluoride                                       JA                           JA                      nein                   nein
Nitrate                                         JA                           JA                      nein                   nein
Colibakterien                                JA                           nein                   teilweise             nein
Viren                                           JA                           nein                   nein                   nein
Organische Stoffe                         JA                           nein                   JA                      nein
(THM) (TEE)                                JA                           nein                   JA                      nein
Dioxine                                       JA                           nein                   nein                    nein
radioaktive Stoffe                         JA                           JA                     nein                    nein
Chlor                                          JA                           nein                   JA                      nein
Pestizide                                     JA                           nein                   JA                      nein
Sediment                                    JA                           nein                   teilweise             JA
schlechter Geschmack                  JA                           nein                   JA                      nein