Das Prinzip der Umkehrosmose
Im Folgenden möchten wir Ihnen gerne das Prinzip der Umkehrosmose und der Osmose-Membran am Beispiel der Salzwasseraufbereitung verdeutlichen.
Anfangszustand
Unser Beispielgefäß ist in der Mitte durch eine Membran getrennt. Diese Membran ist so beschaffen, dass sie nur Wassermoleküle, d.h. Wasser in seiner reinsten Form, durchlässt. Auf der linken Seite befindet sich das Roh- oder Leitungswasser, welches Verunreinigungen wie z.B. Salze enthält. Auf der rechten Seite haben wir reines Osmosewasser hineingefüllt.
Prozess der natürlichen Osmose
Unter normalen Umständen würde nun das Osmosewasser durch den osmotischen Prozess durch die Membran in den Bereich des Rohwassers gelangen. Dies liegt daran, dass der osmotische Druck des Rohwassers deutlich höher ist. Einfach gesagt, zieht das Salz das reine Wasser an. Wäre das Gefäß geschlossen, wäre nun der Druck auf der Rohwasserseite deutlich höher als auf der Reinwasserseite.
Prozess der Umkehrosmose
Dieses Prinzip macht man sich zunutze, indem man den Osmoseprozess umkehrt – eben die Umkehrosmose. Wenn wir nun von außen auf die Rohwasserseite Druck ausüben, wird der Druck im Rohwasser künstlich erhöht. Über die Membran findet nun ein Druckausgleich auf die Reinwasserseite statt – bis sich das Gleichgewicht wieder eingestellt hat. Da unsere Membran nur Wassermoleküle hindurchlässt, gelangt nur reines Wasser auf die andere Seite.
Die Herstellung von Osmosewasser
Das reine Wasser können wir nun entnehmen. Da die Konzentration von Fremdstoffen auf der Rohwasserseite immer weiter steigen würde, wird die Membran während der Produktion von Wasser laufend gespült. Die Verunreinigungen gelangen so in den Abfluss.
Die Funktion der Umkehrosmose zusammengefasst
Rohwasser wird durch ein Sieb gepresst welches so kleine Poren hat, dass nur reine Wassermoleküle hindurchpassen. Das „Sieb“ ist dabei eine halbdurchlässige Osmose Membran welche gewährleistet, dass das gereinigte Wasser nicht wieder zurück durch „das Sieb“ gelangen kann. Auf diese Weise wird sauberes Wasser abgespalten.
Das verunreinigte „Rest“-Wasser wird anschließend in den Abfluss geleitet. Der Anteil des Restwassers variiert je nach Anlagenkonzeption und ist dabei abhängig von der Leistungsfähigkeit der Membran, dem Eingangsdruck des Rohwassers, der Temperatur, sowie der Art der Verunreinigung und der damit einhergehenden Größe des osmotischen Drucks.
Welche Verunreinigungen entfernt die Umkehrosmose?
Umkehrosmose ist nicht nur ein Wasserfilter. Die Umkehrosmose ist das einzige Verfahren, welches nicht auf dem Prinzip der energieaufwendigen Destillation basiert, das einen ebenfalls sehr hohen Reinheitsgrad erreicht. Damit können alle Stoffe entfernt werden welche im Wasser gelöst sind. Hierzu zählen beispielhaft: Uran, Nitrat, Nitrit, Medikamentenrückstände, Viren, Bakterien, Fungizide, Herbizide, Asbest, Hormone, Keime, oder einfach nur Kalk. Alle Stoffe die Ihrer Gesundheit schaden werden so beseitigt.
Werden dabei nicht auch die Mineralstoffe entfernt?
Mineralstoffe sind anorganische Nährstoffe die der Organismus nicht selber herstellen kann. Diese meist in Salzen gebundenen Mengen- und Spurenelemente werden herausgefiltert. Der menschliche Körper deckt seinen Bedarf jedoch über die Nahrung und nicht wie oft angenommen wird über das Trinkwasser.
Somit besteht durch das Trinken von Osmosewasser keine Gefahr für die Gesundheit. In der heutigen Zeit nehmen wir tendenziell zu viele Salze auf. Klassisches Kochsalz – Natriumchlorid (NaCl) – wird dabei meist im Überfluss konsumiert und sollte nach einschlägiger Meinung der Medizin im Allgemeinen reduziert werden. Hier hilft es wenn das Wasser Mineralarm ist, um die Nierenfunktion zu unterstützen und überschüssige Salze zu entfernen.
Die Nieren von Neugeborenen sind in der Regel noch nicht in der Lage die Schadstoffe, sowie natürliche Mineralien (insbesondere Natrium!) in ausreichender Menge aus dem Körper wieder auszuscheiden. Aus diesem Grunde sind die meisten Wässer nicht zur Zubereitung von Babynahrung geeignet. Darüber hinaus wird empfohlen zur Zubereitung von Babynahrung geeignetes Wasser vorher abzukochen. Dies dient der Keimreduktion sowie Abtötung von Bakterien. Beide sind in Osmosewasser nahezu vollständig herausgefiltert. Also trägt Osmosewasser zur gesunden Entwicklung Ihres Kindes bei.
Wie wird die Umkehrosmose in künstlich erzeugt?
Nachdem wir die Frage nach dem physikalischen Prozess der Umkehrosmose nun beantwortet haben, gibt es noch eine weitere entscheidende Frage, die sich vor allem wir Osmoseanlagen Hersteller jeden Tag stellen müssen.
Wie wird dieser natürlich Prozess nun am besten in einem technischen Gerät wie einer Osmoseanlage am besten umgesetzt?
Das oben genannte "Gefäß" wird in einer Osmoseanlage vom sogenannten Membrangehäuse gebildet, in dem auch die Membrane sitzt. Dieses ist natürlich geschlossen um einen entsprechenden Druck aufzubauen. Der entsprechende Druck wird entweder durch die Wasserleitung aufgebaut oder durch einen elektrische Druckerhöhungspumpe. Besonders bei leistungsstärkeren Geräten ist ein höherer Druck effizienter und schneller.
Nach der Aufspaltung durch Umkehrosmose wird das Wasser nun getrennt voneinander an unterschiedliche Ausgänge geleitet. Um eine Umkehrosmoseanlage wirklich bedienbar zu machen, sind natürlich noch weitere Bauteile wie Ventile, Sensoren und Spülvorrichtungen nötig. Aber das eigentliche Umkehrosmose Prinzip findet ausschließlich im Membrangehäuse statt in dem der oben beschriebene Prozess abläuft.