
Umkehrosmose oder Reversosmose ist die erzwungene Bewegung eines Lösungsmittels durch eine semipermeable Membran hindurch zum Zwecke der Erzeugung einer Lösung mit höherer oder niedrigerer Konzentration. Das Lösungsmittel geht in diesem Falle durch die Membran hindurch und lässt die gelöste Substanz zurück.
Eine der praktischen Anwendungsmöglichkeiten der Umkehrosmose besteht in der Erhöhung der Konzentration der gelösten Substanz.
Umkehrosmose ist ein Prozess, der dafür eingesetzt werden kann, um ein breites Spektrum von Salzen zu beseitigen und dem Wasser einen hohen Reinheitsgrad zu verschaffen. Osmose ist ein natürlicher Prozess, der darin besteht, dass eine Flüssigkeit durch eine semipermeable Membran als Barriere fließt.
Wenn man eine Salzlösung mit Hilfe einer dünnen, wie ein Häutchen gespannten semipermeablen Basismembran von sauberem Wasser trennen will, diffundiert das saubere Wasser durch die Membran und versucht, die Salzlösung zu verdünnen. Wenn die Salzlösung zu einem senkrecht stehenden Rohr geführt wird, wird die verdünnte Lösung allmählich das Rohr füllen, bis der «osmotische Druck» beim Passieren des sauberen Wassers durch die Membran mit dem Druck der verdünnten Lösung ausgeglichen ist.
Der Prozess kann aber auch umgekehrt werden – und das nennen wir Umkehrosmose. Hier wird ein höherer Druck zur Salzlösung erzeugt. Dabei dringt das saubere Wasser in der umgekehrten Richtung durch die Membran. Es ist ein Prozess, den man sich als «Filtern» vorstellen kann, wo der Filter nur die kleinen Wassermoleküle durchlässt und beinahe alle übrigen Moleküle zurückhält. Das bedeutet, dass Wasser mit einem hohen Salzgehalt ohne chemische Regenerierungslösungen, wie Säure oder Kaustiksoda (Natriumhydroxid), die in Wasserentsalzungsanlagen verwendet werden, von den Mineralien befreit wird. Daher gilt die Umkehrosmose als zuverlässigere Methode zur Herstellung von sauberem Wasser für viele kommerzielle und industrielle Anwendungen, und außerdem muss der Betrieb der Anlage nicht unterbrochen werden, um die Einsatzstoffe zu regenerieren, wie das bei anderen Wasserentsalzungsanlagen der Fall ist.
Zur Zeit hat sich das Anwendungsgebiet der Umkehrosmose erheblich erweitert und umfasst die folgenden Richtungen:
| Direkte Osmose (Ungleichgewicht) |
Direkte Osmose (Gleichgewichtszustand) |
Umkehrosmose |
|---|---|---|
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| Prinzip der Umkehrosmose | ||
Wasser: a - Süßwasser, b - Meerwasser А - direkte Osmose; B - entstandenes Gleichgewicht; C - Umkehrosmose.
Das Prinzipschema für die Funktion der Umkehrosmose basiert darauf, dass in dem System über eine Pumpe ein Druck aufgebaut wird. Der Druck ist bedeutend höher, als der osmotische Druck, wodurch das Lösungsmittel durch die semipermeablen Membranen gedrückt wird, wobei die gelösten niedermolekularen Substanzen zurückgehalten werden (Umkehrosmose).
Im Vergleich zu den Verfahren des Verdampfens, der Kristallisation, Refraktion oder weiteren Methoden, ist der Prozess der Trennung von Wasser und Salz bei der Umkehrosmose wesentlich weniger energieintensiv. Das System funktioniert unter natürlichen Temperaturbedingungen, benötigt keine zusätzliche Wärmezufuhr oder Phasenverschiebungen. Die wirtschaftlich vorteilhaften Eigenschaften in ihrer Gesamtheit, wie Energieeinsparung und fehlender Bedarf an komplizierten Apparaturen, spricht für die hohe Effizienz der hier behandelten Methoden des Filterns über eine Membran.
Im Ergebnis der Umkehrosmose steht:
Wie die Praxis zeigt, reicht der primäre Filtervorgang nicht immer aus, man will entweder ein noch saubereres Filtrat bekommen, oder ein noch stärker konzentriertes Retentat. In einem solchen Falle kommen sogenannte Komplexsysteme zum Einsatz, deren Wesen darin besteht, dass zusammen mit der Umkehrosmose bzw. Ultrafiltration weitere Trennverfahren eingesetzt werden. Bei Komplexmethoden werden noch zusätzliche Verfahren angewandt, wie u.a. das Verdampfen oder der Ionenaustausch.
Membranfilter für die Umkehrosmose werden seit den 60-er Jahren aktiv eingesetzt. Anfänglich wurden solche Anlagen nur zum Entsalzen von Meerwasser benutzt, heutzutage werden auch Fluss- und Abwässer über Umkehrosmose gereinigt.
Heute hat die Umkehrosmose bereits die thermischen Anlagen aus der Sphäre der Wasserentsalzung verdrängt. Umkehrosmose-Filter haben dank ihrer relativ niedrigen Kosten für die Entsalzung auch Eingang in Destillationsaggregate gefunden. Die größte Konzentration dieser Filter finden wir in Ländern, wie: USA, Saudi-Arabien oder Japan.
Das mittels Umkehrosmose gewonnene Wasser ist erheblich kostengünstiger, als beispielsweise Wasser aus Destillationsanlagen. Das erklärt auch die hohe Wettbewerbsfähigkeit der Umkehrosmose.
Faktoren, die Einfluss auf die Entsalzung von Wasser mittels Umkehrosmose haben, sind:
Das Fehlen von Phasenumkehrungen im Verlauf des Prozesses bedingt dessen relativ niedrigen Energiebedarf. Der Hauptkostenanteil im Entsalzungsprozess über die Umkehrosmose ist auf die Senkung der Konzentrationspolarisation gerichtet.
Von der Effektivität des Zusammenspiels der Membran mit dem Wasser hängt direkt die Effizienz des gesamten Entsalzungsprozesses ab, weshalb Maßnahmen zur Senkung der Konzentrationspolarisation einfach notwendig sind. Eine ebenso wichtige Rolle im Filterprozess spielt die spezifische Permeabilität der Membran, ihre Selektionsfähigkeit, ihre Filtergesamtfläche und möglichst gleichbleibende Temperatur und Druck.
Zu den Besonderheiten der Anlage zählen: Verwendung von Importsystemen zur Umkehrosmose, Importpumpen, automatische Steuerung, mehrere Sicherheitssysteme, ausgezeichnete Wasserqualität, niedrige Kosten, Langzeiteinsatz im Dauerbetrieb und keine Probleme mit dem Regenerieren.
In einer Kläranlage auf Basis der Umkehrosmose wird die fortschrittliche Technologie der Umkehrosmose genutzt, um im Wasser gelöste Substanzen herauszufiltern. Im Prozess der Wasserbehandlung erfordert nur die Hochdruckpumpe einen gewissen Energieaufwand, chemische Verbindungen, wie Säuren oder Laugen, kommen gar nicht erst zum Einsatz. Zu den Besonderheiten dieser Art Kläranlage gehört deren lange Lebensdauer, einfacher Betrieb bei niedrigen Kosten, stabile Wasserqualität, keine Belastung des Wassers mit chemischen Stoffen usw.
Das in der Umkehrosmose-Wasserreinigungsanlage «ZSR» verwendete Membranelement ist ein kompliziertes importiertes Spiralelement von einem bekannten Markenhersteller. Das Membranelement gewährleistet einen Demineralisationsgrad von 99%. Die Hochdruckpumpe von einem bekannten Markenhersteller wird ebenfalls importiert. Die erste Stufe der Anlage ist mit einem Aktivkohle-Adsorptionsfilter und einem Filter für die Tiefenreinigung ausgestattet; der Füllstoff des Aktivkohlefilters mit hohen Gebrauchseigenschaften wird aus Kokosnussschalen gewonnen und gewährleistet den erforderlichen Schutz des Filterelements. Im Anlagenbetrieb sind solche Steuerungs- und Schutzfunktionen aktiv, wie der Schutz vor dem Trockenlaufen bei fehlendem Wasserzulauf, Unterbrechung bei Überlauf der Wasserreservoire oder ein Monitoring der elektrischen Leitfähigkeit. Die Anlage kann im automatischen Betrieb über einen langen Zeitraum ohne Unterbrechung betrieben werden. In Kombination mit einer Ozon-Sterilisationsanlage und einer Verpackungslinie kann sie für die unmittelbare Herstellung von sauberem Trinkwasser genutzt werden.
Als Ihr offizieller Vertriebspartner für Osmoseanlagen übernimmt unser Unternehmen „Intech GmbH“ (ООО „Интех ГмбХ“) die folgenden Funktionen: Kundensuche für Ihre Produkte auf dem Markt, technische und kommerzielle Verhandlungen mit Kunden über die Lieferung Ihrer Ausrüstung sowie Vertragsabschluss. Bei Ausschreibungen wird unser Unternehmen alle für die Teilnahme erforderlichen Unterlagen vorbereiten und Verträge über die Lieferung Ihrer Ausrüstung abschließen, die Warenlieferung im Zoll anmelden und anschließend die Verzollung der Ware (Osmosefilter) erledigen. Wir werden auch den für die im Außenhandel tätigen Unternehmen richtig ausgefüllten Geschäftspass bei der zuständigen russischen Bank im Rahmen der Währungskontrolle vorlegen. Bei Bedarf kümmern wir uns um die Anpassung und die Einbau von Ihren Produkten in die bestehenden oder die neu gebauten Prozessanlagen.
Wir sind uns sicher, dass unser Unternehmen „Intech GmbH“ (ООО „Интех ГмбХ“) für Sie zu einem zuverlässigen, qualifizierten und hilfsbereitem Partner und Distributor in Russland werden kann.
Über eine mögliche Zusammenarbeit freuen wir uns und schlagen Ihnen vor, gemeinsam voranzugehen!