Einleitung - Aquatec DC 400-1 12 Volt Benutzerhandbuch

Einleitung

Das Prinzip der Umkehrosmose (RO reverse osmosis)
Unter Osmose versteht man in Naturwissenschaft und Technik die gerichtete
Wanderung von Molekülen durch eine semipermeable Membran. Die chemische und
physikalische Beschaffenheit der Membran bestimmt, welche Moleküle sie
durchdringen können und welche nicht, daher der Begriff der Semipermeabilität, was
so viel wie halbe oder teilweise Durchdringbarkeit bedeutet.
Gießt man unterschiedliche Flüssigkeiten zusammen, hier Wasser mit
unterschiedlichen Salzgehalten, neigen sie dazu, ihre Konzentrationen anzugleichen.
Das Seewasser würde also „verdünnt", das Trinkwasser mit Salzen angereichert, es
ergäbe sich eine weniger konzentrierte, homogene Lösung. Gibt man See- und
Frischwasser zu gleichen Teilen in ein Gefäß, bei dem beide Flüssigkeiten durch
eine geeignete semipermeable Membran getrennt sind, so befindet sich auf der
Seewasserseite eine hoch mit Salzen angereicherte Lösung, auf der anderen mehr
oder weniger „reines" Wasser ohne bzw. mit nur geringen gelösten Bestandteilen.
Das natürliche Ausgleichsbestreben der beiden Flüssigkeiten führt nun zu einer
Wanderung von Wassermolekülen von der Frischwasserseite zur Salzwasserseite. In
der Folge nimmt das Volumen auf der Frischwasserseite ab und auf der
Salzwasserseite zu. Dieser Prozeß der Osmose findet statt, bis der Druck der auf der
Seeseite steigenden Wassersäule dem Ausgleichsbestreben, also dem osmotischen
Druck, entspricht. Dann kommt er zum stillstand. Der osmotische Druck liegt in
diesem Fall bei etwa 30 bar. Der beschriebene Prozeß läßt sich umkehren, indem
man die Flüssigkeit auf der Salzwasserseite mechanischem Druck aussetzt. Bei
einem Druck von 30 bar kann der osmotische Prozeß nicht stattfinden bzw. würde
rückgängig gemacht. Erhöht man den Druck darüber hinaus, beispielsweise auf 60
bar, kommt es zu einer Wanderung von Wassermolekülen von der Seewasserseite
zur Frischwasserseite. Alle anderen Bestandteile der Seewasserlösung können die
Membran nicht passieren. Es verbleibt eine höher konzentrierte Lösung auf der
Seewasserseite und ein Gewinn an Frischwasser jenseits der Membran. Dieser
Prozeß wird als Umkehr-Osmose bezeichnet, auf Englisch: reverse osmosis (R.O.)
Das Seewasser wird von einer Hochdruckpumpe in die Eingangsseite des
Druckrohres einer RO Anlage gefördert. Im Druckrohr befindet sich die osmotische
Membran, die nur die Trägerflüssigkeit „Wasser" (Solvent) durchlässt und die
gelösten Stoffe (Solute) zurückhält. Wenn der Druckunterschied das osmotische
Gefälle mehr als ausgleicht, passen die Wassermoleküle wie bei einem Filter durch
die Membran, während die „Verunreinigungsmoleküle" zurückgehalten werden. Im
Gegensatz zu einem klassischen Membranfilter verfügen Osmosemembranen nicht
über durchgehende Poren. Vielmehr wandern die Ionen und Moleküle durch die
Membran hindurch, indem sie durch das Membranmaterial diffundieren.
Im Inneren der Membrane befindet sich das Permeatrohr welches für den Transport
des Frischwassers durch eine der beiden Endkappen des Druckrohres zum
Frischwassertank sorgt
Das überschüssige Seewasser, nun als Konzentrat bezeichnet, wird am Ausgang
des Druckrohres über ein Druckregelventil über Bord leitet.
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