Umkehr­osmose

Das Funktions­prinzip der Umkehr­osmose

Osmose in der Natur

Die Osmose basiert auf einem natür­lichen physikalischen Vorgang, durch den zum Beispiel Pflanzen mit ihren Wurzelzellen Feuchtigkeit aus dem Boden ziehen. Auch unsere Stoff­wechselvorgänge in den Zellen basieren auf Osmose.

Mit unserer langjährigen Erfahrung stehen wir Ihnen in allen Bereichen der Wasser­aufbereitung gerne zur Seite.

Unser Partner im Bereich Osmose:

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Osmose – Definition

Osmose ist die gerichtete Diffusion von Wasser durch eine halbdurch­lässige (semipermeable) Membran. Semi­per­meable Membranen haben besondere Eigen­schaften. Sie sind zwar für Wassermoleküle durchlässig, für größere Moleküle, wie zum Bei­spiel Salzteilchen, allerdings un­durch­lässig.

Osmose – Funktionsweise

Osmose FunktionsweiseDas Wasser versucht, auf beiden Seiten der Membran eine aus­ge­glichene Lösung zu erreichen. Das geschieht so lange, bis die Konzen­tration auf beiden Seiten gleich ist bzw. der Wasser­druck der salzhaltigen Seite gleich dem osmotischen Druck ist.

Beispiel Salzlösung:

Die Osmose gleicht die Konzentration von Lösungen, die durch eine halb­durch­lässige Wand getrennt sind, aus.

Osmose – Funktionsweise

Osmose FunktionsweiseDas Wasser versucht, auf beiden Seiten der Membran eine aus­ge­glichene Lösung zu erreichen. Das geschieht so lange, bis die Konzen­tration auf beiden Seiten gleich ist bzw. der Wasser­druck der salzhaltigen Seite gleich dem osmotischen Druck ist.

Beispiel Salzlösung:

Die Osmose gleicht die Konzentration von Lösungen, die durch eine halb­durch­lässige Wand getrennt sind, aus.

Umkehrosmose

UmkehrosmoseDie Salzlösung wird unter Druck ge­setzt und gegen die semipermeable Membran gepresst.

Angewandter Druck > osmotischer Druck!

Dadurch treten Wassermoleküle von der höher kon­zen­trierten in die niedriger konzentrierte Lösung über (aber nur Wasser­moleküle und keine anderen Moleküle) – gegengleich zur Osmose.

Beispiel Salzlösung:

Die Konzentration der beiden Seiten wird durch den an­ge­wandten Druck nicht ausgeglichen.

Umkehrosmose

UmkehrosmoseDie Salzlösung wird unter Druck gesetzt und gegen die semipermeable Membran gepresst.

Angewandter Druck > osmotischer Druck!

Dadurch treten Wassermoleküle von der höher kon­zen­trierten in die niedriger konzentrierte Lösung über (aber nur Wasser­moleküle und keine anderen Moleküle) – gegengleich zur Osmose.

Beispiel Salzlösung:

Die Konzentration der beiden Seiten wird durch den an­ge­wandten Druck nicht ausgeglichen.

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Was ist Filtration?

Filtration bedeutet Trennung auf mechanische und ausschließlich physikalische Weise. Im Filtrations­verfahren werden Gemische (Suspensionen) von Flüssigkeiten mit festen Stoffen (Partikel oder Moleküle) mechanisch getrennt. In der Wasser­aufbereitung wird je nach Qualität des Rohwassers sowie Anforderung an den Reinheitsgrad nach der Filtration das optimale Filtrationsverfahren oder auch eine Kombination aus mehreren Verfahren gewählt.

Arten der Membran­filtration und deren Anwendung

Eine Membranfiltration ist ein dyna­misches Filterverfahren. Die Fließ­richtung der Flüssigkeit oder des Gases ist hier nicht vertikal durch den Filterbereich, sondern horizontal durch Membranen. Durch die Wahl der Filterporengröße einer Membran bestimmt man die Feinheit der Filtra­tion d.h. die Größe der zu entfer­nen­den Partikel.

Membranfilter-Verfahren

Cross-Flow-Filtration

Sie wird hauptsächlich in der Lebens­mittelindustrie eingesetzt und dient als Filtra­tionstechnik für Flüssigkeiten mit hohem Trübstoffgehalt (z.B. Frucht­säfte, Wein, usw.) aber auch in der Dialyse.

Mikrofiltration

Der Werkstoff der Filterfläche in der Mikrofiltration kann, je nach An­wen­dungsgebiet, aus Kunststoff, textilem Gewebe oder Edelstahl sein. Die Filterporengröße dieser Technik liegt bei >0,1 µm.
Die Mikrofiltration wird z. B. zum Trennen von Öl-Wasser-Emulsionen in der Biotech­nologie oder zur Abtren­nung von kolloidalen Oxiden oder Hydroxiden eingesetzt.

Ultrafiltration

Die Feinheit der Ultrafiltration liegt bei 0,1-0,01 µm. Zum Einsatz kommt die Ultra­filtration z. B. bei der Abtrennung von Proteinen, als kalte Sterilisation in der Pharmazie oder für die Metall-Rückgewinnung und Abwasser­reini­gung in der Metallurgie.

Nanofiltration

Die Nanofiltration ist ein druck­ge­triebenes Membranverfahren. Im Gegensatz zur Umkehr-Osmose werden in der Nanofiltration geringere Drücke und gröbere Filter eingesetzt. Die Partikelgröße, die in der Nano­filtration zurückgehalten wird, ent­spricht der Größe von ein- und zwei­wertigen Schwermetall-Ionen. Sie findet z.B. Verwendung für die Ent­här­tung und zur Entfernung von Schwer­metallen in der Trink­wasser­auf­be­rei­tung.

Umkehrosmose

Die Umkehrosmose oder Revers­osmose ist ebenfalls ein druck­ge­trie­benes Membranverfahren, bei dem mit Druck der natürliche Osmose-Prozess umgekehrt wird.
Sie wird zur Wasseraufbereitung von Trink- und Prozesswasser, Aquarien­wasser, zur Herstellung von Frucht­saft­konzentrat und zur Abwasser­behandlung eingesetzt.

Filtrations-Feinheit der beschriebenen Verfahren

 
Porengröße - Filtrationsfeinheit

Membran­technologie der EASYRO®

Die Membrantechnologie der Umkehrosmose (Reverse Osmose = RO) wird zur Trennung von Salzen bzw. Ionen aus überwiegend wässrigen Lösungen verwendet.

Der Vorteil dieser Technologie

  • keine Zugabe von Chemikalien
  • geringer Energieverbrauch
  • einfache Handhabung

 
Für die Trennung der einzelnen Kom­po­nenten eines wässrigen Mediums (z.B. Frisch­wasser) wird in der Umkehrosmose eine semipermeable (halbdurchlässige) Membran ein­ge­setzt. Diese Membran besitzt die Eigen­schaft, dass die wässrige Kom­po­nente (reines Wasser = Permeat) die Membran passieren kann, während andere Komponenten wie Schweb­stoffe, Salze usw. (= Konzentrat) in hohem Maße zurück­gehalten und über den Abwasserausgang entsorgt werden.

Diffusion - Membrantechnologie

Die Membran verhält sich ähnlich einem Filter, der nur das reine Wasser durchfließen lässt. Größere Moleküle (als das reine Wassermolekül) werden zurückgehalten. Diese Membran hat im Gegensatz zum Filter (z. B. Mikro­filtration oder Ultrafiltration) keine echten Poren.

Die Trennung der Komponenten erfolgt bei der Umkehrosmose und auch bei einer Nanofiltration durch eine Diffusionsmembran.

Der Druck, der nötig ist, um das Medium durch eine Diffusions­mem­bran zu bringen, ist um einiges höher als bei einer Mikro- oder Ultra­fil­tra­tion. Dadurch wird zwar die Produk­ti­vi­tät verringert, jedoch die Filtra­tions­ef­fi­zienz stark erhöht.
Der Rückhalt von z.B. Kalzium (Härte) liegt bei 99 %. Die Filtrationseffizienz variiert jedoch mit der Qualität der ein­ge­setzten Membran und mit der Qualität des wässrigen Mediums (Eingangswasser).

Eine Membran besteht aus mehreren semipermeablen Membranlagen. Um eine möglichst große Oberfläche mit kleinstem Volumen zu erhalten, werden die einzelnen Membranlagen eng gewickelt. Es existieren hier zahl­reiche Typen und Bauweisen. In der EASYRO® Umkehrosmose-Anlage verbauen wir rohrförmige Niederdruck-Hochleistungs-Membrane. Die hier eingesetzte Membrantechnologie ist der neueste Stand der Technik. Es werden aus­schließ­lich Industriekomponenten verbaut, die mit herkömmlichen Haushaltsmembranen in keiner Weise vergleichbar sind.

Regelmäßige Rückspülung und Wartung der Membranen

Durch die permanente Diffusions­arbeit einer Membran sind Ablage­run­gen an den einzelnen Membranlagen unvermeidbar. Eine Vorfiltration vor der Umkehrosmose-Anlage entfernt zwar gröbere Verschmutzungen durch Partikel wie Schwebstoffe und Kolloide, verhindert jedoch nicht eine regelmäßige Reinigungsspülung der Membranen.

Eine Membran absorbiert während ihrem Arbeitsprozess wasser­un­lös­liche Salze. Bei anorganischen Salzen wie Kalziumkarbonat und Barium­sul­fat kann es leicht zu einer Ausfällung (Scaling) durch Übersättigung kommen. Es besteht die Gefahr einer Membran-Verblockung. Die Diffun­dier­barkeit der Mebranlagen nimmt immer mehr ab und die Lebenszeit der Membranen verkürzt sich enorm. Die Ausbeute an Permeat kann nicht mehr gewährleistet werden und der Druck in der Anlage steigt. Im schlimmsten Fall übersteigt der Druck den zulässigen Wert und beschädigt die Anlage.

Darum ist die regelmäßige Wartung der Wasseraufbereitungsanlage so wichtig. Bei einer Reinigungsspülung werden mögliche Ablagerungen auf den Membranlagen gelöst und mit dem Abwasser abgeführt. Die Mem­branen werden wieder frei von Rückständen und voll einsatzfähig.

Gerne übernehmen wir für Sie die regelmäßige Wartung Ihrer EASYRO® Anlage. Mit dem Abschluss eines Wartungsvertrages erinnern wir Sie automatisch an eine fällige Wartung und vereinbaren gerne einen Termin.

EASYRO®

Maßgeschneiderte Lösungen für individuelle Ansprüche

EASYRO® Wasseraufbereitunsanlagen wurden speziell für Industrie und Produktions­prozesse entwickelt. Die EASYRO® Anlage arbeitet auf Basis der Umkehrosmose und produziert betriebssicher, kostengünstig und umweltfreundlich reinstes, rück­stands­loses Wasser.

Logo EASYRO

Kraftvoller.
Kompakter.
Flexibler.

EASYRO - 150 - 300 - 600
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EASYRO® drink + house

Mehr als nur Wasseraufbereitung. Ein Konzept.

EASYRO® drink + house Wasseraufbereitunsanlagen arbeiten auf Basis der Umkehrosmose und produzieren zuverlässig, kosten­günstig und umweltfreundlich reinstes, rückstandsloses Wasser.

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Hier passt mehr hinein als Sie denken.

EASYRO drink + house - 120 - 240 - 480
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Aufbau und Funktion

EASYRO 300 - Aufbau und Funktion

Aluminium Gehäuse

  • Geschlossenes eloxiertes Aluminium-Gehäuse

 

Modulbauweise

  • Flexible Größen je nach Wasserbedarf
  • Durch die praktische Modulbauweise lässt sich die EASYRO® jederzeit problemlos erweitern

 

Siemens LOGO! 8

EASYRO 300 - Display

  • Vollautomatische Überwachung und Steuerung der Anlage
  • Klartext Display
  • Anzeige von Betriebszustand, Warnungen, Alarmmeldungen
  • Daten Logging Funktion

Niederdruck Hochleistungs-
Membrane

  • Modernste energieeffiziente Membrantechnologie
  • Permanent verwendbare Hochleistungs-Membrane
  • Automatisch gesteuerte Rückspülung und Spülzyklen
  • Filtrationseffizienz 95 – 99 %

 

Hochdruckpumpe

  • Geräuscharme, thermisch entkoppelte Pumpe

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