Anwendung von Umkehr-Osmoseanlagen

Mit Hilfe der Umkehrosmosetechnik läßt sich ein praktisch salzfreies Wasser erzeugen, wie es in verschiedenen Industriebereichen verlangt wird. Darüber hinaus bietet dieses Verfahren bei Eigenwasserversorgern die einzige Möglichkeit in einem Verfahrensschritt Trinkwasser zu erzeugen, falls unerwünschte Wasserinhaltsstoffe wie z.B. Pflanzenschutzmittel, Nitrat und sonstige Stoffe gemeinsam im Rohwasser enthalten sind.

Das Prinzip der Umkehrosmose:

Wenn zwei Lösungen mit unterschiedlichen Ionenkonzentrationen durch eine semipermeable (nur für Wasser durchlässige) Membrane getrennt sind, ergibt sich durch das natürliche Verdünnungsbestreben der konzentrierten Lösung ein Konzentrationsausgleich, durch den der osmotische Druck entsteht. Die Umkehr-Osmose beruht auf der Umkehrung dieses natürlichen Prinzips. Zur Gewinnung von reinem Wasser werden Membranen aus unterschiedlichen synthetischen Materialien eingesetzt. Diese Membranen sind für Wasser durchlässig - die wassergelösten Fremdionen werden zurückgehalten. Auf die konzentrierte Lösung wird ein Druck ausgeübt, der größer ist als der osmotische Druck.

Zur Beachtung:

Die Permeatleistung und die Lebensdauer der Umkehrosmose-Membranen sind im Wesentlichen von der Rohwasserbeschaffenheit und von der Vorbehandlung abhängig. Je höher der Salzgehalt und somit auch die elektrische Leitfähigkeit des Rohwassers, umso geringer ist, bei gleichbleibenden Druck, die Permeatausbeute (= Verhältnis der Permeatmenge zur Rohwassermenge). Darüber hinaus wirkt sich eine höhere Wassertemperatur positiv auf den Betriebsdruck aus. Um verschiedene Anlagentypen und deren Permeatleistung und Ausbeute zu vergleichen, werden die Leistungsdaten daher auf eine definierte Temperatur und einen definierten Salzgehalt bezogen (meist 15 °C und 1000 mg/l).

Des Weiteren hat der sogenannte Kolloidindex, ein experimentell zu ermittelnder Zahlenwert, der die Konzentration kolloidal im Rohwasser enthaltenden Stoffe berücksichtigt, entscheidenden Einfluss auf die Anlagenleistung und insbesondere auch auf die Lebensdauer der Membranen. Die vorgenannten, kolloidal gelösten Stoffe sind feinste, gleichmäßig verteilte und elektrisch geladene Feststoffpartikel, welche aufgrund ihres kleinen Durchmessers nicht ohne weiteres abfiltrierbar sind. Da diese Teilchen in der Lage sind die Membranen zu verblocken und somit undurchlässig zu machen, ist der Kolloidindex in der Regel auf einen Maximalwert von 3 beschränkt, um eine dauerhafte Anlagenfunktion gewährleisten zu können.

Vorbehandlung:

Das Speisewasser für Standard-Umkehrosmoseanlagen sollte im Allgemeinen folgende Eigenschaften haben:

Da es sich bei der Umkehrosmose im gewissen Sinne um eine Feinstfiltration handelt, muss das zugeführte Wasser praktisch feststofffrei sein. Von daher empfiehlt es sich durch mechanische Vorfiltration die nachgeschalteten Anlagenteile zu entlasten. In der Regel gehört zum Lieferumfang einer Umkehrosmoseanlage stets ein oder mehrere Fein-Vorfilter mit einer Filtrationsschärfe von 1-5 μm, welche auch feinste Festpartikel zurückhalten.

Von entscheidender Bedeutung sowohl für die Anlagenleistung als auch für Lebensdauer der Membranen ist die Gesamthärte des Rohwassers. Für eine zuverlässige Funktion der Anlage sollte daher das Wasser eine möglichst geringe Härte haben. Von daher sollte das Rohwasser möglichst stets durch eine Ionentauscher-Enthärtung vorbehandelt werden.
Als Alternative hierzu können auch Anti-Scaling-Mittel (IN UO 2051) dosiert werden, um die Härte zu stabilisieren. Diese Dosierung bietet sich aus Kostengründen vor allem auch bei höheren Durchsatzleistungen an. Zur Festlegung der optimalen Vorbehandlung ist eine ausführliche Wasseranalyse unbedingt erforderlich.