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:
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
Das 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
Das 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
Die 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
Die 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
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.
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® Wasseraufbereitungsanlagen wurden speziell für Industrie und Produktionsprozesse entwickelt. Die EASYRO® Anlage arbeitet auf Basis der Umkehrosmose und produziert betriebssicher, kostengünstig und umweltfreundlich reinstes, rückstandsloses Wasser.
Kraftvoller.
Kompakter.
Flexibler.
Kraftvoller.
Kompakter.
Flexibler.
EASYRO® drink + house
Mehr als nur Wasseraufbereitung. Ein Konzept.
EASYRO® drink + house Wasseraufbereitungsanlagen arbeiten auf Basis der Umkehrosmose und produzieren zuverlässig, kostengünstig und umweltfreundlich reinstes, rückstandsloses Wasser.
Hier passt mehr hinein als Sie denken.
Hier passt mehr hinein als Sie denken.
Aufbau und Funktion
| ➀ | Aluminium Gehäuse |
- Hochwertig eloxiertes Aluminium-Gehäuse
| ➁ | Modulbauweise |
- Flexible Größen je nach Wasserbedarf
- Durch die praktische Modulbauweise lässt sich die EASYRO® drink + house jederzeit problemlos erweitern
| ➂ | Siemens LOGO! 8 |
- Vollautomatische Überwachung und Steuerung der Anlage
- Anzeige von Betriebszustand, Warnungen, Alarmmeldungen
- Optional Ethernet-Schnittstelle möglich
| ➃ | Niederdruck Hochleistungs- |
- Modernste energieeffiziente Membrantechnologie
- Permanent verwendbare Hochleistungs-Membrane
- Automatisch gesteuerte Rückspülung und Spülzyklen
- Filtrationseffizienz 95 – 99 %
| ➄ | Hochdruckpumpe |
- Geräuscharme, thermisch entkoppelte Pumpe
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