Es können Teilchen der Größe etwa von 5x10-7 bis
5x10-6 mm zurückgehalten
werden. Es werden Drücke bis 100 bar angewendet.
Eine zunehmend wirtschaftliche Alternative zu Ionenaustauschverfahren, auch
in Kombination mit diesen, stellt in vielen Fällen die sogenannte umgekehrte
Osmose dar. Das zugrundeliegende Prinzip ist dabei die Trennung von
Lösungsmittel und gelösten Stoffen durch Aufwendung von Arbeit.
Der Trennvorgang findet dabei an speziellen Membranen statt, die die
Eigenschaft haben, das Lösungsmittel zu lösen (in diesem Fall Wasser), nicht
aber die gelösten Inhaltsstoffe (in diesem Fall Mineralsalze). Die Arbeit wird
von einer Pumpe verrichtet. Der Pumpendruck muss dabei größer sein, als der
osmotische Druck der aufkonzentrierten Lösung an der Oberfläche der Membrane.
Um dem Pumpendruck standzuhalten, ist die Membrane auf ein entsprechend
druckfestes Trägermaterial aufgezogen. Gebräuchlich sind heute Membranen aus
Polyamid, Polysulfon oder Celluloseacetat.
Eine Einheit mit der Anordnung von Membranen heißt Permeator oder
Umkehrosmose-Modul. Durchgesetzt haben sich Hohlfasermodule und Wickelmodule.
Eine Anlage besteht meistens aus mehreren Modulen. Das erhaltene Reinwasser
heißt Permeat, die aufkonzentrierte Lösung Konzentrat. Die prinzipielle
Arbeitsweise eines Permeators soll die folgende Skizze verdeutlichen:
Je nach Permeatortyp und Zusatzwasserqualität wird ein
Salzrückhaltevermögen von 85 - 98 % und eine Permeatausbeute von 50 - 85 %
erreicht. Die Permeatausbeute wird primär durch die Tendenz des Konzentrats zur
Bildung von Ablagerungen begrenzt, was zur Verblockung der Membranen führen
kann. Die Verhinderung der Membranverblockung ist eines der Hauptprobleme bei
der Auslegung einer Anlage.
Umkehrosmoseanlagen decken heute einen sehr unterschiedlichen
Leistungsbereich ab: Im Betrieb sind Anlagen mit einer Permeatausbeute von
einigen Litern pro Stunde für den häuslichen oder Laborbedarf bis zu
Meerwasserentsaltzungsanlagen mit einer Leistung von einigen hundert Kubikmetern
pro Stunde.
Die Auswahl der Membranen, des Permeatortyps und der Anordnung erfolgt unter
Berücksichtigung der erforderlichen Leistung, der Zusatzwasserqualität und den
Reinheitsanforderungen. |
