Wasseraufbereitung Wie Umkehrosmose die Zukunft der Wasseraufbereitung neu definiert

Bekannt als klassische Methode der Wasser-Entsalzung ist die Umkehrosmose (engl. Revers-Osmosis oder kurz RO) heute noch in anderen Anwendungen eine Basistechnologie. Der Beitrag bietet einen umfassenden Überblick, einschließlich der nötigen Messtechnik.

Trennt man zwei wässrige Flüssigkeiten unterschiedlicher Salzkonzentration mittels einer semipermeablen Membran, besteht eine natürliche Kraft, welche die Vermischung der beiden Flüssigkeiten zur Folge hat. Diese natürliche Kraft nennt man „Osmotischer Druck“. Dabei versucht die Flüssigkeit mit der niedrigeren Konzentration zur Flüssigkeit mit der höheren durch die Membran vorzudringen, messbar als eben dieser osmotische Druck. Ein praktisches Beispiel ist uns allen bekannt: Reifes Obst neigt zum Platzen, wenn es mit Regenwasser benetzt wird. Das salzarme Regenwasser dringt durch die Obstschale (Membran) in die Frucht zum höher konzentrierten Obstsaft ein – dadurch kann die Schale aufplatzen.

In der technischen Anwendung spricht man von Umkehrosmose, wenn man den natürlichen Vorgang der Osmose durch einen künstlichen Gegendruck mittels einer Pumpe umkehrt. Dabei presst man die salzhaltigere Flüssigkeit (Feed) mit großem Druck gegen bzw. durch die Membran. Dabei trennen sich an der Membran das sogenannte Permeat (salzärmeres Wasser) und das Konzentrat (Restflüssigkeit mit hoher Salzfracht). Durch mehrstufige Anwendung kann man das Wasser bis zu einer Reinstwasser-Qualität entsalzen. Das klassische Membranmodul ist heute als gewickeltes Spiralmodul ausgelegt. Diese Module müssen nach einer bestimmten Nutzungsdauer ausgetauscht werden. Dadurch gibt es einen lukrativen „Ersatzteilmarkt“, und die Wasserentsalzung mittels RO ist ein gewaltiger und stark umkämpfter Wirtschaftsfaktor. Die laufenden Austauschkosten sowie die Energiekosten für die Hochdruckpumpe machen das Verfahren relativ teuer – aber auch sehr effektiv.