Umkehrosmose

Osmose ist der unwillkürliche Fluss eines Lösungsmittels – z.B. Wasser – aus einer verdünnten Lösung durch eine halbdurchlässige Membrane, in eine konzentrierte Lösung. Dieser Fluss ruht auf dem natürlichen Bestreben jeder konzentrierten Lösung,  sich zu verdünnen (Abb.1). Sobald das Gleichgewicht im System entsprechend des osmotischen Drucks erreicht ist, endet dieser Vorgang. Der osmotische Druck ist das Druckgefälle zwischen zwei unterschiedlich  konzentrierten Lösungen, die sich im Gleichgewichtszustand befinden. Die Höhe des osmotischen Druckes wird durch den Konzentrationsunterschied der beteiligten Lösungen bestimmt. Die halbdurchlässige Membrane hält gelöste Stoffe und Bakterien zurück, während das Lösungsmittel hindurchtritt. Wird in einem osmotischen System die konzentrierte Lösung unter Druck gesetzt und dabei der osmotische Druck überschritten, kehrt sich der unter dem Begriff „Osmose“ beschriebene Vorgang um (Abb.2). Bei der umgekehrten Osmose fließt  Lösungsmittel - z.B. Wasser - aus der konzentrierten Lösung , durch die halbdurchlässige Membrane, in die verdünnte Lösung. Die Umkehrosmose hat viele Vorteile, die auch für die Lösung zahlreicher Wasserprobleme genutzt werden können.

Bei der Entsalzung von Wasser, nach dem Prinzip der umgekehrten Osmose, handelt es sich um ein kontinuierliches Verfahren, bei dem keine chemischen Regenerationen und somit keine Regeneriermittel erforderlich sind. Abwässer, die bei der Umkehrosmose anfallen, können ohne weitere Behandlung, wie z.B. Neutralisation, dem Abwassernetz zugeführt werden. Das zu entsalzende Rohwasser wird in der Membraneinheit (Modul) durch die halbdurchlässige Membrane in Reinwasser bzw. Produktwasser (Permeat) und Salzwasser (Konzentrat) aufgeteilt (Abb.3). Die Permeatausbeute beträgt bei Umkehrosmoseanlagen, in Abhängigkeit von Arbeitsdruck und Rohwasserzusammensetzung, ca. 75-80% der eingespeisten Rohwassermenge. Durch die Umkehrosmose werden nicht nur gelöste Stoffe, wie z.B. Salze, sondern auch  fein verteilte, feste Substanzen, Bakterien, Keime und Pyrogene  zurückgehalten. Die Salzrückhaltung bei der Umkehrosmose beträgt in der Praxis 95-99%. Dabei werden mehrwertige Ionen besser zurückgehalten als einwertige Ionen. Die Rückhalterate von Bakterien und Pyrogenen liegt bei 100%.