Einleitung - Aquatec AC 65 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.
RO Membrane
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 geleitet.
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